宇宙黎明时期超大质量黑洞的超临界增长路径：与大质量类星体寄主星系的协同演化

对高红移（$z > 6$）最亮类星体的观测揭示，与本地关系相比，那些时期最大的超大质量黑洞（SMBH）相对于其寄主星系往往显著超质量，表明它们经历了快速的早期增长阶段。我们为最终在 $z \sim 6-7$ 时进入罕见的 $\sim10^{12}~M_{\odot}$ 大质量寄主晕中的 SMBH 提出了一个组装模型，应用了由辐射流体动力学模拟提供的、适用于以超爱丁顿率吸积的黑洞的动力学反馈方案，该模拟针对吸积流结构的长期演化。这些晕在组装过程中的大流入率使得 $>10^9~M_{\odot}$ 的 SMBH 能够在 $z \sim 6$ 之前形成，即使是从 $z \sim 30$ 时的恒星质量种子开始，并且即使存在会降低黑洞供料率的外流（尤其是在早期）。这一机制还自然地导致在 $z \sim 6$ 时 SMBH 质量达到 $M_{\rm BH} > 10^9~M_{\odot}$ 之前，黑洞与星系的质量比高达 $> 0.01$。这些快速增长的 SMBH 前身足够明亮，可以在广泛的红移范围（$7 < z < 15$）内被即将到来的詹姆斯·韦伯空间望远镜观测探测到，无论它们是如何形成的。