经由并合驱动的直接坍缩形成大质量黑洞的路径：综述
星系天体物理
2018-11-14 v1
摘要
本文综述了一种大质量黑洞种子形成的新场景，该场景依赖于 处大质量富气星系并合引发的多尺度气体流入，此时气体已达到太阳金属丰度。为探索该场景而进行的流体动力学模拟表明，在并合遗迹的核区，质量为十亿太阳质量、尺寸为几 pc 的超大质量、引力束缚气体盘会在不到 yr 内形成。这些气体盘随后可通过各种机制在其中心产生超大质量原恒星或超大质量恒星。此外，我们提出了一个基于质量富集引力湍流盘中角动量输运的新解析模型。该模型自然地预测出，正如模拟中所见，以超过 /yr 速率吸积的核盘无论其金属丰度如何，都能保持稳定而不发生碎裂。这与传统的直接坍缩场景不同，后者要求在无金属原星系中抑制气体冷却才能发生气体坍缩。如此高的吸积率反映了出现在 处大质量晕中的高自由下落速度，并且是并合提供的高效角动量损失的自然结果。我们利用半解析星系形成模型讨论了该场景对观测到的高红移类星体族群及其向低红移演化的影响。最后，我们考虑了一种有趣的可能性，即不稳定盘中的次级气体流入可能通过广义相对论径向不稳定性直接驱动气体坍缩成超大质量黑洞。这种“暗坍缩”路径产生的引力波发射可由未来的激光干涉空间天线（LISA）探测到。[节选]
引用
@article{arxiv.1803.06391,
title = {The route to massive black hole formation via merger-driven direct collapse: a review},
author = {Lucio Mayer and Silvia Bonoli},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.06391},
year = {2018}
}
备注
Invited Review submitted to Reports of Progress in Physics, version revised after referee reports. Comments are welcome