Assinaturas impulsionadas pela fusão de galáxias em hospedeiros de pares de buracos negros massivos ao longo do tempo cósmico

As fusões de galáxias podem conduzir gás em direção aos núcleos galácticos, aumentando tanto a formação de estrelas quanto o acréscimo de buracos negros em galáxias pós-fusão. Aqui usamos a simulação IllustrisTNG-50 e duas caixas do conjunto de simulação BRAHMA, todas as quais adotam diferentes modelos de formação de buracos negros, para caracterizar assinaturas associadas à fusão em hospedeiros candidatos de pares de buracos negros massivos (MBH).

Em todas as três simulações, selecionamos galáxias pós-fusão cujos progenitores hospedam MBHs e quantificamos suas melhorias na formação de estrelas e no acréscimo de buracos negros em relação aos controles não-fusíveis correspondentes. No TNG50, encontramos melhorias substanciais desencadeadas pela fusão tanto na taxa específica de formação de estrelas (sSFR) quanto na taxa específica de acreção de buracos negros (sBHAR) em $0 \leq z < 3, 3$, atingindo $\sim 1, 4\times$ e $\sim 1, 5-1, 7\times$ os controles.

As execuções BRAHMA empregam modelos de formação de sementes mais motivados fisicamente, semeando BHs em galáxias de menor massa e com redshifts mais elevados do que o TNG50. No BRAHMA, as melhorias impulsionadas pela fusão no sSFR e nas frações de gás são comparáveis ​​às do TNG50 em $z \lesssim 3, 3$ e persistem até os maiores redshifts sondados pelo BRAHMA ($z \sim 6$).

Apesar disso, o BRAHMA não mostra nenhuma melhoria significativa impulsionada pela fusão no sBHAR em toda a sua faixa de redshift. Na mesma linha, os pares de hospedeiros TNG50 mostram uma fração AGN aumentada em relação aos controles correspondentes, enquanto o BRAHMA mostra apenas um fraco excesso entre os MBHs de acréscimo mais rápido.

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