Ursprung supermassiver schwarzer Löcher in massiven metallarmen Protoclustern

ZUSAMMENFASSUNG Obwohl eine große Anzahl supermassiver schwarzer Löcher bei z < 6 entdeckt wurde, ist ihr Ursprung nach wie vor im Wesentlichen unklar. Numerische Simulationen haben gezeigt, dass die Bedingungen für das klassische direkte Kollaps-Szenario sehr restriktiv sind und Fragmentierung nur schwer vermieden werden kann. Daher betrachten wir hier einen allgemeinen Fall eines dichten massereichen Protosterne-Clusters mit niedriger Metallizität (≲10−3 Z⊙), der in Gas eingebettet ist. Wir schätzen die Masse des zentralen massiven Objekts, das durch Kollisionen und Gasakkretion gebildet wird, unter Berücksichtigung der extremen Fälle einer logarithmisch flachen und einer Salpeter-artigen Anfangsmassenfunktion. Objekte mit Massen von mindestens 10^4 M⊙ könnten bei ineffizientem strahlungsbedingtem Feedback gebildet werden, während ∼10^3 M⊙-Objekte entstehen könnten, wenn die Akkretion durch Feedback zeitlich begrenzt ist. Diese Massen werden je nach Umgebung variieren und könnten erheblich größer sein, insbesondere aufgrund des kontinuierlichen Gasnachschubs in die Wolke. Infolgedessen könnten Zwischenmassenschwarze Löcher von ∼10^4 M⊙ oder mehr entstehen. Kommende Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop und anderen Observatorien könnten uns helfen, solche massiven schwarzen Löcher und ihre Umgebung zu erkennen, und damit zusätzliches Licht auf einen solchen Bildungsweg zu werfen.