Como o regime super-Eddington regula o crescimento de buracos negros em galáxias de alto desvio vermelho

A acreção super-Eddington é um cenário que pode explicar a rápida formação de buracos negros supermassivos (BHs) de ∼10⁹ M⊙ dentro do primeiro bilhão de anos do Universo. Este regime crítico está associado à acreção radiativamente ineficiente e é acompanhado por fluxos poderosos na forma de ventos e jatos. Por meio de simulações hidrodinâmicas da evolução de BH em uma galáxia isolada e seu halo hospedeiro com resolução de 12 pc, investigamos como o feedback super-Eddington afeta o crescimento da massa do BH. Foi demonstrado que o feedback super-Eddington previne de forma eficiente o crescimento do BH dentro de alguns Myr. Os eventos de acreção super-Eddington permanecem relativamente brandos, com taxas típicas de cerca de 2−3 vezes o limite de Eddington, devido à regulação eficiente por jatos nesse regime. Descobrimos que esses jatos são poderosos o suficiente para ejetar gás do centro da galáxia hospedeira até escalas galácticas de alguns kpc, mas não afetam significativamente os influxos de gás nessas grandes escalas. Ao variar a eficiência do feedback dos jatos, descobrimos que jatos super-Eddington mais fracos permitem um crescimento mais significativo do BH por meio de episódios mais frequentes de acreção super-Eddington. Concluímos que o crescimento super-Eddington eficaz é possível, pois constatamos que simulações com eficiências de feedback de jatos fracas fornecem uma evolução de massa de BH ligeiramente maior ao longo de longos períodos de tempo (∼80 Myr) do que a de um BH que está acrecendo no limite de Eddington.