早期宇宙中的超大质量黑洞
星系天体物理
2018-09-25 v1 宇宙学与河外天体物理
高能天体物理现象
广义相对论与量子宇宙学
摘要
近期在红移6.3处发现极亮类星体SDSS J010013.02+280225.8，加剧了超大质量黑洞仅在宇宙大爆炸后约900 Myr出现，且仅在Pop II和III恒星形成后约500 Myr所暗示的时间压缩问题。除了预示宇宙再电离的开始，这些第一和第二代恒星本可以合理地产生最终成长为z~6-7类星体的~5-20太阳质量种子。但这一过程将花费~900 Myr，这个时间线似乎与LCDM的预测不一致，除非有异常高的吸积率，或某些~10^5太阳质量种子的奇异产生。在局部宇宙中没有证据表明这两者发生。在本文中，我们展示了一个更简单、更优雅的超大质量黑洞异常解决方案：而是使用R_h=ct宇宙（一种零主动质量的FRW宇宙学）预测的年龄-红移关系来审视这一过程。在此背景下，宇宙再电离从t~883 Myr持续到~2 Gyr（z~15到z~6），因此在再电离开始后不久形成的~5-20太阳质量黑洞种子，仅通过标准爱丁顿限制吸积率演化到z~6-7时的~10^10太阳质量类星体。这些观测与R_h=ct预测的年龄-红移关系的一致性支持暗能量的存在；但不是以宇宙学常数的形式。
引用
@article{arxiv.1511.05494,
title = {Supermassive Black Holes in the Early Universe},
author = {Fulvio Melia and Thomas M. McClintock},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.05494},
year = {2018}
}
备注
10 Pages, 2 Figures, 1 Table. Accepted for publication in Proc. R. Soc. A