跨宇宙时间的黑洞质量函数 II. 重种子与（超）大质量黑洞

这是旨在建模黑洞（BH）质量函数的一系列论文中的第二篇，范围从恒星级到（超）大质量 regime。在本工作中我们聚焦于（超）大质量黑洞，并给出其在宇宙时间中质量函数的从头计算。我们考虑两种主要的中心黑洞增长机制，它们预期在本地大质量星系的高红移恒星形成前身中协同作用。第一种是气体动力学摩擦过程，它可导致在富气前身星系中剧烈恒星形成爆发期间产生的恒星级黑洞向核区迁移，并在短时间尺度 $\lesssim$ 几 $10^7$ yr 内建立起中心重黑洞种子 $M_\bullet\sim 10^{3-5}\, M_\odot$。第二种机制是重黑洞种子上的标准爱丁顿型气体盘吸积，通过它中心黑洞可在宿主典型的恒星形成时长 $\lesssim 1$ Gyr 内变为（超）大质量 $M_\bullet\sim 10^{6-10}\, M_\odot$。我们通过重现观测到的红移依赖的 bolometric AGN 光度函数和爱丁顿比分布，以及吸积中心黑洞的恒星形成与 bolometric 光度之间的关系，验证了我们的半经验方法。然后我们通过广义连续性方程方法推导不同红移下的遗迹（超）大质量黑洞质量函数，并与当前观测估计进行比较。最后，我们重建了从恒星级到（超）大质量 regime 的整体黑洞质量函数，跨越超过十个数量级的黑洞质量。