大质量遗迹星系挑战 SMBH 与其宿主星系的共同演化

我们研究了一个由八个大质量星系组成的样本，它们是 M$_{\bullet}$-M$_{\mathrm{bulge}}$ 局域标度关系中的极端离群值(3-5$\sigma$)。其中两个星系被确认拥有极大的超大质量黑洞(SMBHs)，而其余六个的维里质量估计也一致表明具有异常大的 SMBHs。从其恒星形成历史和结构性质的分析中，我们发现所有这些极端离群值都可被视为来自早期(z$\sim$2)宇宙的遗迹星系：即它们是致密的(R$_{\mathrm{e}}$$<$2 kpc)且拥有纯老的恒星族(t$\gtrsim$10 Gyr)。为解释这种偏离局域关系的本质，我们提出一个情景：这些“极质量”SMBHs 的宿主星系是遵循了不同于大质量星系所假设的两阶段增长通道的演化路径的星系。一旦 SMBH 和星系核心在 z$\sim$2 形成，该星系便跳过第二阶段，在结构上保持未受扰动，且没有进一步的质量和尺寸增长。我们表明，若这些离群值曾通过并合活动增大尺寸来遵循正常演化路径，预期的(温和)质量增长会将它们置于更靠近观测到的局域关系的位置。我们的结果表明，最质量星系的 SMBH 增长期在约 10 Gyr 前停止。