Acreção Sobre os Primeiros Buracos Negros de Massa Estelar

As primeiras estrelas, formadas a redshift z > 15 em minihalos com M aproximadamente 10⁵-⁶ M₁, podem deixar para trás buracos negros remanescentes, que podem, de forma plausível, ter sido as 'sementes' para os buracos negros supermassivos observados em z aproximadamente < 7. Estudamos o crescimento de buracos negros remanescentes através da acreção, incluindo pela primeira vez a radiação emitida devido à acreção, com simulações cosmológicas hidrodinâmicas de refinamento de malha adaptativa. Os efeitos da fotoionização e aquecimento afetam dramaticamente o fluxo de entrada em larga escala, resultando em um crescimento de massa negligenciável. Comparamos casos com a luminosidade de acreção incluída e negligenciada para mostrar que a radiação de acreção altera drasticamente o ambiente dentro de 100 pc do buraco negro, aumentando as temperaturas do gás em uma ordem de grandeza. As densidades do gás são reduzidas e a formação de estrelas adicionais no mesmo minihalo é impedida pelos duzentos milhões de anos que acompanhamos. Sem o feedback radiativo incluído, a maioria dos buracos negros-semente não ganha massa tão eficientemente quanto se esperava em teorias anteriores, implicando que os buracos negros remanescentes das estrelas Pop III em minihalos são pouco prováveis de serem miniquasars. Mais importante, no entanto, nossos cálculos demonstram que se esses buracos negros estão de fato acrecendo próximo à taxa de Bondi-Hoyle com dez por cento de eficiência radiativa, eles têm um efeito local dramático na regulação da formação de estrelas nas primeiras galáxias. Isso sugere um novo mecanismo para a formação de buracos negros massivos - buracos negros de massa estelar podem ter suprimido a fragmentação e a formação de estrelas após caírem em halos com temperaturas viriais aproximadamente 10⁴ K, facilitando a formação de buracos negros de massa intermediária em seus centros.