JWST 时代对中等质量黑洞的搜寻
星系天体物理
2018-07-25 v1
摘要
中等质量黑洞（IMBHs）的质量介于 100 至 10^5 M_\odot 之间，代表了恒星级质量黑洞与位于星系中心的超大质量黑洞之间的联系。尽管 IMBHs 对我们理解黑洞种子形成至关重要，但质量小于 \approx 10^4 M_\odot 的黑洞一直未被传统搜寻方法探测到。红外日冕线（CLs）的观测为我们提供了发现星系中 IMBHs 最有前景的工具之一。我们对被 AGN 辐射场光致电离的气体所产生的红外发射线谱进行了建模，并首次探讨了红外 CL 谱在 10^2 M_\odot 至 10^8 M_\odot 质量范围内的黑洞质量依赖性。我们表明，红外 CLs 有望在吸积 IMBHs 的光谱中显著出现，并可能成为探测 AGNs 中黑洞质量的有力工具。我们确定了在 1-30 \mu m 范围内对黑洞质量最敏感的若干关键发射线比值。尽管吸积率的变化和气体的物理参数也会影响 CL 谱，但我们证明在模型所探索的质量范围内，黑洞质量的影响可能是最显著的。凭借 JWST 前所未有的灵敏度，大量 CLs 将首次可被探测到，从而为本地宇宙中 IMBHs 的存在与性质提供重要见解，并有可能彻底改变我们对这类天体的认识。
引用
@article{arxiv.1805.09351,
title = {The Hunt for Intermediate Mass Black Holes in the JWST Era},
author = {Jenna M. Cann and Shobita Satyapal and Nicholas P. Abel and Claudio Ricci and Nathan J. Secrest and Laura Blecha and Mario Gliozzi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.09351},
year = {2018}
}
备注
14 pages, 8 figures, accepted to the Astrophysical Journal