LES HOLES NOIRES ACTIVES LES PLUS MASSIVES À z ∼ 1.5-3.5 ONT DES SPINS ÉLEVÉS ET DES EFFICIENCES RADIATIVES

Les efficacités radiatives () de 72 noyaux galactiques actifs (AGN) lumineux non obscurcis à z1.5-3.5, alimentés par certains des trous noirs (BH) les plus massifs, sont contraintes. L'analyse est basée sur des modèles de disque d'accrétion (AD), qui relient la luminosité continue à des longueurs d'onde optiques au repos et la masse du trou noir (M ₁₇) au taux d'accrétion par le disque AD, Ṁ ₀₃. Les données sont rassemblées à partir de plusieurs échantillons de littérature avec des mesures détaillées du complexe de la ligne d'émission H, observé dans les bandes proche-IR. Lorsqu'elle est couplée avec des estimations standard des luminosités bolométriques (L ₁₎₋), l'analyse suggère des efficacités radiatives élevées, la plupart des sources montrant >0.2 - c'est-à-dire, plus élevé que la valeur communément supposée de 0.1, et la valeur attendue pour les trous noirs non en rotation (=0.057). Même sous des hypothèses plus conservatrices concernant L ₁₎₋ (c'est-à-dire, L ₁₎₋=3 L_5100), la plupart des trous noirs extrêmement massifs de l'échantillon (c'est-à-dire, M ₁₇ > 310⁹\, M) montrent des efficacités radiatives qui correspondent à des spins de trou noir très élevés (a *), avec des valeurs typiques bien au-dessus de a *0.7. Ces résultats contrastent avec les prédictions d'un scénario de "spin-down", dans lequel une série d'épisodes d'accrétion orientés aléatoirement mène à a *0. Au lieu de cela, l'analyse présentée ici soutient fortement un scénario de "spin-up", qui est alimenté par soit une accrétion prolongée soit une série d'épisodes d'accrétion orientés anisotropiquement. Compte tenu du fait que ces trous noirs extrêmes nécessitent une accrétion continue de longue durée pour justifier leurs fortes masses, on soutient que le scénario le plus probable pour les SMBHs étudiés est celui d'une séquence presque continue d'épisodes d'accrétion orientés aléatoirement mais pas isotropiquement.