通过宇宙时间追踪晕星系与超大质量黑洞联系的贝叶斯方法

我们使用一个从 $z=0$ 到 $10$ 的经验星系演化模型，研究暗物质晕、星系与超大质量黑洞的共同演化。我们证明，通过将暗物质结构演化与简单的重子过程经验处方相联系，能够忠实再现星系与其超大质量黑洞之间关系中的关键观测。通过假设星系与超大质量黑洞性质与其宿主晕质量之间存在物理动机的直接关系，我们构建了星系恒星质量函数、星系 UV 光度函数、活动黑洞质量函数和类星体热光度函数的表达式。我们采用完全贝叶斯方法校准重子处方，以再现观测到的种群统计。所得参数化随后被用于研究星系与黑洞性质之间的关系及其随红移的演化。模型得到的星系恒星质量—UV 光度关系、黑洞质量—恒星质量关系、黑洞质量—AGN 光度关系，以及这些量的红移演化在定性上与观测一致。基于这些结果，我们给出了针对已排程的 JWST 与 Euclid 巡天在 $z=5$ 至 $z=15$ 预期源数的上限，从而展示经验模型能以快速、简便且灵活的方式提供定性及定量预测，补充了计算代价更高的方法。