准星与超大质量黑洞的宇宙演化

我们探讨了在“准星”内形成的超大质量黑洞（MBH）种子的宇宙演化，准星是嵌入在大质量流体静力学气体包层内的吸积黑洞。如果气体落入晕中心的速度超过约1个太阳质量/年，这些结构就可能形成。我们使用并合树方法来估计准星可能形成的速率随红移的函数关系，以及由此产生的准星和种子黑洞族群的统计性质。我们将失控下落的触发与富气星系的大并合，以及与全局引力不稳定性阈值联系起来，而后者我们将其与宿主的角动量相关联。这是我们模型的主要参数。一旦下落被触发，其速率由晕势决定；由此产生的准星和种子黑洞的性质取决于该速率。在准星时代之后，我们在并合驱动的吸积场景下对宿主内MBH的增长进行建模。我们将准星内部生长的MBH种子与源自第一代无金属恒星遗迹的种子模型进行比较，并研究了MBH形成的两种通道同时运作的情况。我们发现存在一个有限的准星/MBH形成效率范围，使得人们能够重现观测约束。我们的模型符合z=6类星体的密度、吸积到MBH上的累积质量密度（根据Soltan论证），以及MBH的当前质量密度。准星的质量函数峰值在约1e6个太阳质量，我们计算了JWST在2-10微米波段的计数。我们发现JWST在z~5-10处每个视场最多可探测到几个准星。