M_BH-M_*比例关系的红移演化：来自宇宙模拟和半分析模型的新见解
星系天体物理
2024-10-21 v1
摘要
我们研究了在ASTRID和Illustris-TNG300宇宙模拟以及Dark Sage半分析模型中，黑洞（BH）及其宿主星系的共演化，聚焦于BH质量-星质量（M_BH-M_*）关系的演化。由于在BH种子、动力学和反馈建模上存在差异，这些模型对M_BH-M_*关系的红移演化预测存在差异。我们发现，星际形成率（SFR）与黑洞吸积率（BHAR）之间的相互作用决定了平均关系的演化。我们定义了一个量数R，即特定BHAR与SFR之比（即R≡sBHAR/sSFR），并证明它决定了单个来源在M_BH-M_*平面上的演化。BH生长效率与星质量生长效率在sSFR-sBHAR平面上的表现反映了气体在供给星际形成与BH吸积之间的分配。这种分配取决于BH动力学的实施方式以及AGN反馈如何抑制星系。 在宇宙模拟中（ASTRID和Illustris-TNG300），BHAR与SFR内在相关，导致紧密的M_BH-M_*相关性；而Dark Sage半分析模型则产生显著更大的散射。我们讨论了这些结果与詹姆斯·威布斯太空站最近发现的高红移处于异常质量的黑洞和大量被抑制的星系的观察结果。
关键词
引用
@article{arxiv.2410.13958,
title = {The redshift evolution of the $M_{\rm BH}-M_*$ scaling relation: new insights from cosmological simulations and semi-analytic models},
author = {Shashank Dattathri and Priyamvada Natarajan and Antonio J. Porras-Valverde and Colin J. Burke and Nianyi Chen and Tiziana Di Matteo and Yueying Ni},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.13958},
year = {2024}
}
备注
17 pages, 8 figures. Submitted to ApJ. Comments welcome