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早期直接坍缩黑洞的射电信号

高能天体物理现象 2021-08-04 v1 宇宙学与河外天体物理

摘要

我们探讨了通过即将建成的射电望远镜(如SKA和ngVLA)探测来自直接坍缩黑洞连续谱射电信号的可能性,假设它们在形成后能够在吸积阶段发射并维持强大的喷流。我们假设高红移DCBHs具有与观测到的射电噪活动星系核相似的喷流性质,然后使用喷流模型预测其射电流量可探测性。如果喷流功率Pjet104243P_{\rm jet}\gtrsim10^{42-43} erg s1^{-1},则可被SKA/ngVLA探测到,具体取决于喷流倾角。考虑到喷流功率与黑洞质量和自旋的关系,通常质量105 M\gtrsim10^5~M_\odot的喷流DCBHs可被探测到。对于z=10z=10处总喷流DCBH数密度约为2.5×103\sim2.5\times10^{-3} Mpc3^{-3},预计约有100 deg2z1^{-2}z^{-1}的DCBHs高于SKA1-mid(100小时积分)的探测阈值。如果发射大部分射电信号的喷流“团块”致密且高度相对论性,由于自同步辐射吸收和蓝移,DCBH在SKA低频段的发射将非常微弱。此外,DCBH包层中的自由-自由吸收可能进一步降低SKA低频段的信号。因此,结合SKA低频段和中频段的观测可能提供一种区分DCBH与正常恒星形成星系的潜在工具。

关键词

引用

@article{arxiv.2107.11307,
  title  = {Radio signals from early direct collapse black holes},
  author = {B. Yue and A. Ferrara},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2107.11307},
  year   = {2021}
}

备注

13. pages, 11 figures, accepted for publication in MNRAS