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测量巨型 MBH:或许极强,或许仅是巨大

高能天体物理现象 2025-07-09 v1 星系天体物理

摘要

在高红移星系中准确测量黑洞质量 (MBHM_{\mathrm{BH}}) 困难但至关重要,这有助于限制超大质量黑洞的增长,并区分相互竞争的黑洞种子模型。近期的研究声称在极遥远的 AGN 中探测到了大质量黑洞,暗示了极端的增长条件。然而,这些估算通常是通过外推间接方法得到的,而这些方法是为本地宇宙中中等吸积、低光度的 AGN 校准的。为了评估单历元法 (SE) 在遥远宇宙中的可靠性,我们使用 X 射线标度法计算了一组超高光度遥远类星体和一组高吸积 AGN 样本的 MBHM_{\mathrm{BH}}。我们首先验证了这种 X 射线方法对于遥远的高吸积天体能够给出可靠的 MBHM_{\mathrm{BH}} 值。然后,我们将其与 SE 方法进行了系统比较,发现这两种间接方法在很宽的光度、内禀吸收和吸积率范围内给出了一致的 MBHM_{\mathrm{BH}}。唯一的差异与显著吸收的 AGN(SE 方法低估)和吸积远超爱丁顿极限的 AGN(SE 方法高估)有关。后一结果对早期宇宙中高吸积 AGN 存在超大质量黑洞的声明提出了某些质疑。我们的研究还揭示,一个常用的 AGN 星表一致地将 MBHM_{\mathrm{BH}} 值低估了 2.5 倍。尽管这一因子与 SE 方法通常相关的不确定性量级相当,但我们证明,使用被低估的值可能会导致潜在误导性的结论。具体而言,对于该 AGN 样本,我们证实了 Γ\GammaλEdd\lambda_{\mathrm{Edd}} 之间、X 射线热光度修正与 λEdd\lambda_{\mathrm{Edd}} 之间,以及 Γ\Gamma 与软 X 射线超出强度之间存在强正相关,这与使用被低估的 MBHM_{\mathrm{BH}} 值得出的结论相悖。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.08108,
  title  = {Measuring monster MBHs: maybe mighty, maybe merely massive},
  author = {M. Gliozzi and A. Akylas and J. K. Williams and I. E. Papadakis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.08108},
  year   = {2025}
}

备注

12 pages, 8 figures, accepted for publication in Astronomy and Astrophysics