迈向对超大质量黑洞增长的精确约束

星系中心超大质量黑洞（MBH）的增长主要来自其类星体/活动星系核阶段的气体吸积。在本文中，我们将扩展的Soltan论证（将局域MBH质量函数与类星体光度函数的时间积分联系起来）应用于来自近期光学和X射线巡天的MBH和类星体的人口统计学，并获得了对单个类星体（或MBH）光度演化（或质量增长历史）的稳健约束。我们发现光度演化可能涉及两个阶段：一个由爱丁顿极限设定的初始指数增长阶段，以及一个后续阶段，在该阶段中光度随时间呈幂律衰减（斜率为-1.2至-1.3），该阶段由盘吸积的自相似长期演化设定。仅包含单一爱丁顿比率的增长阶段演化或第二阶段呈指数衰减的模式都不太可能。类星体在高于其峰值光度10%的光度下辐射的周期约为(2-3)×10^8年，在此期间MBH获得了其约80%的质量。质量-能量转换效率为0.16±0.04^{+0.05}_{-0}，其中后一个误差考虑了康普顿厚活动星系核引起的最大不确定性。来自受约束光度演化的类星体预期爱丁顿比率，对于高光度类星体聚集在接近0.5-1的单一值附近，而对于低光度类星体则扩展到较低值的广泛范围。高光度类星体的爱丁顿比率似乎与通过使用某些类星体中MBH的维里质量估计器从观测估计的值（约0.25）相矛盾，除非这些估计器系统性地将MBH质量高估了2-4倍。我们还推断出光学遮蔽类星体的比例约为60-80%。还讨论了单个类星体光度演化的进一步应用。