高红移类星体性质 II: 类星体亮度函数告诉我们什么关于超大质量黑洞演化?

在局部宇宙中，超大质量黑洞 (SMBH) 的质量似与其宿主体的物理属性相关，包括暗物质星系 Halo 的质量。以这些线索为出发点，许多研究已产生能够解释类星体亮度函数的模型。这种方法的局限在于工作模型并不唯一，结果不清楚究竟约束了哪些输入物理。我们采取了不同的方法。我们确定描述 SMBH 在高红移时演化的关键参数，并基于来自 Sloan Digital Sky Survey 的高红移类星体观测结果对其参数空间进行约束。我们发现，仅凭亮度函数在约束 SMBH 演化方面作用有限，由于存在强烈的退化现象。这解释了为何文献中存在一系列基于不同物理假设且同样成功的模型。将局部 SMBH 到 Halo 质量比的约束纳入模型后，可消解部分退化关系。我们的結果表明，在 z≈4.8 的 Halo 质量为 10^{12.5±0.3}M_sun（以 90% 置信区间表示），且 SMBH 到 Halo 质量比随时间减小（>99%）。我们还发现类星体亮度到 Halo 质量比随 Halo 质量增加（>99%）。这些特征必须被纳入所有成功的 SMBH 演化模型之中。另一方面，当前观测尚不足以得出关于类星体寿命或暗物质 Halo 中 SMBH 占有率的结论。