从堆叠 X 射线活动星系核探测黑洞吸积轨迹、标度关系与辐射效率
星系天体物理
2020-01-08 v1 宇宙学与河外天体物理
高能天体物理现象
摘要
本地星系中心超大质量黑洞的质量似乎与星系宿主的质量及速度弥散紧密关联。然而,由动力学测量的非活动黑洞推断的本地 Mbh–Mstar 关系比某些活动黑洞的估计高出近一个量级,近期研究认为该差异源于动力学黑洞质量测量样本的选择偏倚。本文中,我们将平均黑洞吸积光度随恒星质量与红移变化的 X 射线测量与星系恒星质量增长的经验模型结合,对时间积分以预言演化的 Mbh–Mstar 关系。隐含的关系几乎与红移无关,表明恒星与黑洞质量平均以相近速率增长。匹配去偏的本地 Mbh–Mstar 关系需要平均辐射效率 ~0.15,与自旋黑洞吸积的理论预期一致。然而,匹配非活动黑洞的“原始”观测关系需要平均辐射效率约 0.02,远低于理论预期。该结果独立证明了动力学估计黑洞质量中的选择偏倚,此结论对热辐射改正、 obscured 活动黑洞比例及动能吸积效率的不确定性稳健。在我们的基准假设下,其倾向于典型超大质量黑洞的中等至快速自旋,以实现平均辐射效率 ~0.12–0.20。我们的方法类似于经典 Soltan 分析,但通过使用基于星系的数据而非积分量,得以聚焦观测不确定性最小的区间。
引用
@article{arxiv.1912.06153,
title = {Probing black hole accretion tracks, scaling relations and radiative efficiencies from stacked X-ray active galactic nuclei},
author = {Francesco Shankar and David H. Weinberg and Christopher Marsden and Philip J. Grylls and Mariangela Bernardi and Guang Yang and Benjamin Moster and Rosamaria Carraro and David M. Alexander and Viola Allevato and Tonima T. Ananna and Angela Bongiorno and Giorgio Calderone and Francesca Civano and Emanuele Daddi and Ivan Delvecchio and Federica Duras and Fabio La Franca and Andrea Lapi and Youjun Lu and Nicola Menci and Mar Mezcua and Federica Ricci and Giulia Rodighiero and Ravi K. Sheth and Hyewon Suh and Carolin Villforth and Lorenzo Zanisi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.06153},
year = {2020}
}
备注
12 pages, 8 Figures. MNRAS, accepted. A discussion around the points raised by arXiv:1909.10821 is included in the Appendix