VC
Vieri Cammelli
Author with expertise in Galaxy Formation and Evolution in the Universe
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
2
(100% Open Access)
Cited by:
0
h-index:
1
/
i10-index:
0
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Glimmers in the Cosmic Dawn: A Census of the Youngest Supermassive Black Holes by Photometric Variability*

Matthew Hayes et al.Aug 1, 2024
Abstract We report the first results from a deep near-infrared campaign with the Hubble Space Telescope to obtain late-epoch images of the Hubble Ultra Deep Field, 10–15 yr after the first epoch data were obtained. The main objectives are to search for faint active galactic nuclei (AGN) at high redshifts by virtue of their photometric variability and measure (or constrain) the comoving number density of supermassive black holes (SMBHs), n SMBH , at early times. In this Letter, we present an overview of the program and preliminary results concerning eight objects. Three variables are supernovae, two of which are apparently hostless with indeterminable redshifts, although one has previously been recorded as a z ≈ 6 object precisely because of its transient nature. Two further objects are clear AGN at z = 2.0 and 3.2, based on morphology and/or infrared spectroscopy from JWST. Three variable targets are identified at z = 6–7 that are also likely AGN candidates. These sources provide a first measure of n SMBH in the reionization epoch by photometric variability, which places a firm lower limit of 3 × 10 −4 cMpc −3 . After accounting for variability and luminosity incompleteness, we estimate n SMBH ≳ 8 × 10 −3 cMpc −3 , which is the largest value so far reported at these redshifts. This SMBH abundance is also strikingly similar to estimates of n SMBH in the local Universe. We discuss how these results test various theories for SMBH formation.
0

The formation of supermassive black holes from Population III.1 seeds. III. Galaxy evolution and black hole growth from semi-analytic modelling

Vieri Cammelli et al.Nov 29, 2024
ABSTRACT We present an implementation of Pop III.1 seeding of supermassive black holes (SMBHs) in a theoretical model of galaxy formation and evolution to assess the growth of the SMBH population and the properties of the host galaxies. The model of Pop III.1 seeding involves SMBH formation at redshifts $z\gtrsim 20$ in dark matter minihaloes that are isolated from external radiative feedback, parametrized by isolation distance $d_{\rm iso}$. Within a standard $\Lambda$CDM cosmology, we generate dark matter haloes using the code pinocchio and seed them according to the Pop III.1 scenario, exploring values of $d_{\rm iso}$ from 50 to 100 kpc (proper distance). We consider two alternative cases of SMBH seeding: a halo mass threshold model in which all haloes $\gt 7\times 10^{10}\,\rm M_\odot$ are seeded with $\sim 10^5\,\rm M_\odot$ black holes; an all light seed model in which all haloes are seeded with low, stellar mass black holes. We follow the redshift evolution of the haloes, populating them with galaxies using the GAlaxy Evolution and Assembly theoretical model of galaxy formation, including accretion on SMBHs and related feedback processes. Here we present predictions for the properties of galaxy populations, focusing on stellar masses, star formation rates, and black hole masses. The local, $z\sim 0$ metrics of occupation fraction as a function of the galaxy stellar mass, galaxy stellar mass function, and black hole mass function all suggest a constraint of $d_{\rm iso}\lt 75\:$ kpc. We discuss the implications of this result for the Pop III.1 seeding mechanism.