利用 JWST 揭示首批黑洞：多波段光谱预测
星系天体物理
2017-04-05 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
在大爆炸后约 1 Gyr 内，从轻种子（即首批恒星的残骸）成长为驱动已探测到的明亮、最高红移类星体 (z > 6) 的超大质量黑洞 (~10^9 Msun)，这对增长模型构成了时间挑战。通过直接坍缩形成初始质量约为 10^4 - 10^5 Msun 的大质量黑洞种子可缓解这一问题。形成这些大质量直接坍缩黑洞 (DCBH) 种子所需的物理条件在早期宇宙中是具备的。这些可行的 DCBH 形成位点（即恒星形成星系的卫星晕）会合并并获得恒星成分。这产生了一类新的高红移瞬变天体，即肥胖黑洞星系 (OBGs)，其中黑洞吸积产生的光度超过了恒星成分。因此，OBG 阶段提供了一种独特的方法来区分轻种子和大质量初始种子。我们预测了 OBGs 和成长的 Pop III 残骸在基准红移 (z = 9) 处的多波段能量输出，探讨了针对相关恒星种群的高和低金属丰度，成长中心黑洞的标准盘和薄盘吸积两种情况。利用我们计算的模板，我们推导了 OBGs 的选择标准，包括消除蓝源的预选；随后是颜色 - 颜色截断 ([F_{070W} - F_{220W}] > 0; -0.3 < [F_{200W} - F_{444W}] < 0.3)；以及在可用时，高 X 射线流量与静止帧光学流量之比 (F_X/F_{444W} >> 1)（摘要略）。
引用
@article{arxiv.1610.05312,
title = {Unveiling the first black holes with JWST: multi-wavelength spectral predictions},
author = {Priyamvada Natarajan and Fabio Pacucci and Andrea Ferrara and Bhaskar Agarwal and Angelo Ricarte and Erik Zackrisson and Nico Cappelluti},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.05312},
year = {2017}
}
备注
12 pages, 13 figures, accepted, in press, ApJ