自相互作用暗物质与超大质量黑洞增长的延迟

利用包含物理驱动的超大质量黑洞 (SMBH) 形成与增长模型的宇宙学流体动力学模拟，我们比较了冷暗物质 (CDM) 和自相互作用暗物质 (SIDM) 模型中银河系质量（在 $z = 0$ 处 $M_{\mathrm{vir}} \approx 7 \times 10^{11}$ $M_{\odot}$）星系的组装过程。我们的 SIDM 模型采用 1 cm$^2$/g 的恒定截面。我们发现，由于 SIDM 的成芯效应，早期宇宙中的 SMBH 形成受到抑制。SMBH-SMBH 并合在 SIDM 中也因形成的 SMBH 数量较少而受到抑制。与 CDM 相比，初始并合驱动的 SMBH 增长的缺乏，反过来使 SIDM 中的 SMBH 增长延迟了数十亿年。此外，我们发现这种延迟的增长抑制了主要 SIDM 星系的最大前身星系在其演化前 50 亿年内的 SMBH 吸积。尽管如此，到 $z = 0.8$ 时，CDM 和 SIDM 的 SMBH 质量仅相差约 0.2 dex，因此两者仍与 $M_{BH}-M_{*}$ 关系相符。我们表明，减少的吸积导致 SIDM 中的 SMBH 对其宿主星系中恒星形成的调节不如其 CDM 对应物那样强烈，结果使得 SIDM 星系在其生命周期内产生的恒星数量比 CDM 星系多出 3 倍或更多。我们的结果突显了 SIDM 影响 SMBH 增长和并合历史，并最终导致与经典 CDM 模型截然不同的星系演化的一种新方式。