在 PEARLS 北天极场中对高红移直接坍缩黑洞候选体的搜寻

在早期宇宙中 HI 冷却晕中形成的质量约 $10^4$-$10^5 {M}_\odot$ 的直接坍缩黑洞（DCBHs）是观测到的 $z \gtrsim 7$ 类星体所由以驱动的 $\gtrsim 10^9 {M}_\odot$ 超大质量黑洞的有希望的前身。此类 DCBH 种子对周围气体的高效吸积可使其足够明亮，从而能被 JWST 探测到高达 $z\approx 20$。此外，在其初始增长阶段，JWST/NIRSpec 仪器约 1-5 $\mu$m 波长范围内所预言的极陡且红的光谱斜率应使它们在光度和红移上可被识别至极高红移。本工作中，我们在 JWST 第一轮 PEARLS 北天极时域场巡天的前两个辐条中覆盖八个 NIRCam 滤光片、最大深度约 29 AB mag 的 34 弧分$^{2}$ 区域内搜寻此类 DCBH 候选体。我们识别出两个光谱能量分布与 Pacucci 等人（2016）DCBH 模型一致的天体。然而，我们也注意到，即便拥有八个 NIRCam 滤光片的数据，此类天体在宽广红移范围内仍与尘埃星系和 obscured 活动星系核简并。需要后续光谱观测以确定这些天体的性质。基于我们的 DCBH 候选体样本及对 DCBH 陡斜率态典型持续时间的假设，我们对 $z\approx 6$-14 能够承载具有类似 Pacucci 等人（2016）模型光谱能量分布的 DCBHs 的宿主晕的 comoving 密度设定了 $\lesssim 5\times 10^{-4}$ comoving Mpc$^{-3}$（cMpc$^{-3}$）的保守上限。