超大质量黑洞与星系协同演化的观测约束
宇宙学与河外天体物理
2014-11-20 v1
摘要
在红移z < ~3时，恒星形成率（SFR）和黑洞吸积率（BHAR）函数被测量为彼此成正比。这种恒星形成与黑洞吸积之间的密切对应关系自然会得出黑洞质量-星系质量相关性，而观测到的是黑洞质量-核球质量相关性。为了探索这一明显矛盾，我们研究了z=1至今球状主导星系中的恒星形成。我们使用了COMBO-17巡天中的903个星系，其恒星质量M* > 2x10^10 M_sun，来自斯皮策和GALEX的紫外和红外导出的SFR，以及来自GEMS HST/ACS成像的形态。利用叠加技术，我们发现<25%的恒星形成发生在球状主导星系（Sérsic指数n>2.5）中，而如果全局标度关系成立，我们预期的BHAR是其三倍。这排除了最简单的协同演化图景，即恒星形成和黑洞吸积始终相互追踪。如果恒星形成和黑洞吸积发生在同一事件中，但在时间上偏移，例如在并合事件的不同阶段，这些结果可以得到解释。然而，人们会期望在早期并合中看到相应的恒星形成活动，这与观测相矛盾。我们得出结论，恒星形成和黑洞吸积的主要事件发生在不同的事件中，大部分恒星形成发生在孤立盘状星系中，而大多数黑洞吸积发生在主要并合中。表观上的全局协同演化源于星系球状体的势阱对黑洞生长的调节，该势阱包括来自被瓦解盘状恒星的主要贡献。
引用
@article{arxiv.0911.0005,
title = {Observational constraints on the co-evolution of supermassive black holes and galaxies},
author = {X. Z. Zheng and E. F. Bell and R. S. Somerville and H. -W. Rix and K. Jahnke and F. Fontanot and G. H. Rieke and D. Schiminovich and K. Meisenheimer},
journal= {arXiv preprint arXiv:0911.0005},
year = {2014}
}
备注
14 pages, 5 figures, accepted for publication in ApJ