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黑洞喂养的环境开关:IllustrisTNG50 中的棍驱动 vs 合并驱动增长

星系天体物理 2026-02-27 v1 高能天体物理现象

摘要

超大质量黑洞 (SMBH) 增长中固有盘过程与星系相互作用的相对作用尚不明确。我们对 SMBH 质量组装进行了时间分辨、逐星系分析,显式地跟踪棍的形成、合并事件以及沿主 progenitor 分支中的环境。我们使用基于物理动机的边界定义分析棍状和无棍的盘状星系,分别处于孤立和非孤立环境。我们发现 SMBH 喂养路径是由环境通过棍形成相对于合并事件的时间顺序所调节的。在孤立的棍状星系中,棍在动力学冷的盘中早期形成,建立持续、连贯的吸积阶段,调节后期 SMBH 的增长。在相反的情况下,在非孤立星系中,SMBH 增长主要由早期合并驱动的吸积事件所主导,而棍则在后期形成,对主要增长阶段贡献较小。无棍对照样本显示,合并可触发 SMBH 的快速增长而无需棍,但此类增长仍然是间歇性的,而没有棍的孤立盘则缺乏持续的吸积。这些结果表明 SMBH 喂养存在环境分叉:在动力学活跃的系统中,合并是早期增长的高效触发器,而棍只有在其在静止盘中形成时才调节持续的吸积。本研究提供了一个统一的时间域框架,将星系环境、盘动力学与 SMBH 增长联系起来,通过解析棍、合并和吸积的时间顺序。

关键词

引用

@article{arxiv.2602.22875,
  title  = {The Environmental Switch in Black Hole Feeding: Bar-Driven vs. Merger-Driven Growth in IllustrisTNG50},
  author = {Harsh Uttam and Sandeep Kumar Kataria},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2602.22875},
  year   = {2026}
}

备注

20 pages, 9 figures, Submitted to ApJ