高红移类星体的黑洞质量

对高红移类星体的观测常常引出大黑洞质量的说法,而如此早期的宇宙时间内存在如此大的黑洞质量是难以解释的。我考虑了与极亮 X 射线源(ULXs)的类比——现在已知 ULXs 是明显以远高于其爱丁顿光度 $L_{\rm Edd}$ 辐射的恒星级黑洞(及中子星)双星。对于恒星级吸积体,ULXs 的真实光度实际上仅为 $L_{\rm Edd}$ 量级,但具有一个非常各向异性的(“成束的”)分量,加上一个光度相近但比强度低得多的近各向同性分量。从束内观察 ULXs 并假设球对称的观测者会推断出其光度 $\gg L_{\rm Edd}$。这些特征的出现是因为吸积体以高度超爱丁顿速率吸积质量,其中大部分质量以高速($v >0.2c$)外流的形式从吸积盘排出。我证明,在类似成束的 AGN 中,发射线特性与未成束源基本相同,但标准的维里质量指标无法使用,因为速度宽度由外流主导,而非围绕黑洞的束缚运动。在此类集合中,表观上最亮的系统总是距离最远的,但其黑洞质量最低。在不知道这些观测是成束的情况下解释该集合的观测,反而会得出极高的黑洞质量估计。因此,与 ULXs 的类比表明,高红移类星体的中心黑洞质量实际上可能是在回溯时间内从恒星级增长而来的。我考虑了如何在观测上检验这些想法。