邻近黑洞候选体的质量函数

为了理解超大质量黑洞活动的统计特性，进而理解超高能粒子的起源，我们需要知道宇宙邻域中超大质量黑洞的质量函数。我们利用全天（除银道面外）的数据，确定了黑洞候选体的质量函数。以2MASS星表为起点，并利用黑洞质量与老年恒星核球之间已确立的相关性，我们推导出红移范围z < 0.025内的邻近黑洞候选体列表，然后根据哈勃类型进行进一步筛选，并将此列表作为星表另行给出。最终，质量大于M_BH > 3×10^6 M_sol的黑洞候选体列表包含5829个条目；此外，为考虑选择效应而进行的进一步哈勃类型修正将数量削减至2919个黑洞候选体。我们还进行了体积修正，使得该质量函数是一个红移0.025以内的体积限分布。邻近黑洞候选体的微分质量函数是一个弯曲函数，在10^8 M_sol以上呈现指数为-3的简单幂律，向低质量端逐渐变平，在3×10^6 M_sol以下趋于一个间隙，然后延伸至核星团取代黑洞的质量范围。该质量函数的形状可以用简单的并合图像来解释。将这一质量函数在其推导所覆盖的红移范围内积分，得到红移z < 0.025且M_BH > 10^7 M_sol的黑洞总数约为2.4×10^4个，或者，如果均匀平均，则天球上每平方度约有0.6个。在不同的模型中，其中许多是超高能粒子源的候选体。如果极小一部分超大质量黑洞产生超高能宇宙射线，这应足以观测到星系的高度非均匀分布。