早期宇宙中大质量黑洞种子的形成与演化

追踪高红移种子黑洞质量到晚期，我们检验今日可观测的特征。这些大质量初始黑洞种子在极高红移处由前星系气体盘直接坍缩形成。将以此方式形成的种子置于暗物质晕中，我们使用蒙特卡洛并合树方法追踪这些黑洞的质量组装历史直至现在。利用此形式体系，我们预测了高红移及当前的黑洞质量函数；宇宙中黑洞的积分质量密度；吸积黑洞的光度函数随红移的变化以及局域观测到的 M-sigma 关系的弥散。将“轻”种子模型的预测与这些大质量种子比较，我们发现显著差异主要出现在当前黑洞质量函数的低质量端。然而，我们所有模型都预测，具有大盘的低表面亮度、无核球星系最不可能成为高红移大质量种子黑洞的形成场所。高红移种子形成效率对 z=0 时星系中黑洞占据比例有直接影响。这一效应在低质量星系中更为显著。这是本文研究的模型与星族 III 遗迹“轻”种子模型之间的关键判别标准。我们发现存在一类不包含核黑洞的低质量星系。我们对 M-sigma 关系在低质量端的形状及增大的弥散的预测，最近已被观测证实。