种子不沉降：即便是大质量黑洞“种子”也无法高效迁移至星系中心
星系天体物理
2021-09-29 v2 高能天体物理现象
摘要
早期宇宙中超大质量黑洞的可能形成情景包括通过超爱丁顿吸积或失控并合由较小质量种子黑洞（BH）快速生长，然而这两种情景都要求种子 BH 通过动力学摩擦高效沉降并被俘获于星系中心。在团块状高红移（high-）星系中其复杂动力学可能使这一点不成立。本工作中，我们利用最先进的高分辨率宇宙学模拟研究这一“沉降问题”，结合对种子 BH 轨迹的直接 体积分，以及用新开发的动力学摩擦估计器对随机生成的测试粒子进行后处理。我们发现，质量小于 的种子 BH（即除已是超大质量的种子外的所有种子）无法在典型高红移星系中高效沉降。我们还讨论了两种可能的解决方案：大幅增加种子数量以使某个种子可偶然被俘获于星系中心，或种子 BH 嵌于有效质量高于该质量阈值的致密结构（如星团）中。我们讨论了两种方案的局限性。
引用
@article{arxiv.2101.02727,
title = {Seeds Don't Sink: Even Massive Black Hole "Seeds" Cannot Migrate to Galaxy Centers Efficiently},
author = {Linhao Ma and Philip F. Hopkins and Xiangcheng Ma and Daniel Anglés-Alcázar and Claude-André Faucher-Giguère and Luke Zoltan Kelley},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.02727},
year = {2021}
}
备注
accepted to MNRAS