从本地早型星系年龄分布和 AGN 演化推断 M_BH-sigma 关系的演化
天体物理学
2014-11-18 v1
摘要
我们利用球状体的本地速度弥散函数 (VDF) 及其推断的年龄分布，在假设 (i) 每个邻近球状体中的大部分恒星是在单次爆发中形成的，以及 (ii) 此后速度弥散 sigma 保持几乎不变的前提下，预测更高红移 (0<z<6) 处的 VDF。我们进一步假设超大质量黑洞 (BH) 与恒星同时形成，且在球状体势阱形成后约 1 Gyr 内形成，并且黑洞质量与宿主速度弥散之间的关系保持 M_BH ~ sigma^{beta} 的形式，其中 beta~4，但归一化允许随红移演化为 ~(1+z)^{alpha}。我们计算了每个红移处与 VDF 相关的黑洞质量函数，并将累积总黑洞质量密度与从积分类星体光度函数 (LF; 即所谓的 Soltan 论证) 推断的密度进行比较。这种比较对假设的类星体活动占空比或爱丁顿比率不敏感，我们发现两个黑洞质量密度之间的匹配倾向于相对温和的红移演化，alpha ~ 0.26，而在 99% 置信水平下排除了强于 alpha>1.3 的正向演化。基于 VDF 的黑洞质量函数与基于类星体 LF 的黑洞质量函数中特征黑洞质量的直接匹配，也得出了在 0<z<3 范围内大致恒定的平均爱丁顿比率 lambda ~ 0.5-1。如果星系由于耗散过程自形成时刻起平均增加了其速度弥散，数据仍然允许 M_BH-sigma 关系中存在强烈的正向演化。如果我们假设宿主星系的平均速度弥散演化为 sigma(z)=sigma(0)*(1+z)^{-gamma}，我们发现对于 alpha>1.5，gamma 的下限为>0.23。（摘要略）
引用
@article{arxiv.0806.3459,
title = {The Evolution of the M_BH-sigma relation Inferred from the Age Distribution of Local Early-Type Galaxies and AGN Evolution},
author = {Francesco Shankar and Mariangela Bernardi and Zoltan Haiman},
journal= {arXiv preprint arXiv:0806.3459},
year = {2014}
}
备注
Accepted for publication on ApJ; 10 pages, 9 Figures