再电离时期 AGN 活动的光谱搜寻

在四个红移大于 7 且具有强 [O III] 发射的明亮星系样本中，莱曼阿尔法（Ly$\alpha$）发射的普遍存在表明，此类明亮源代表了与其较暗且数量更多的对应体截然不同的一类星族。再电离时期内 Ly$\alpha$ 发射的存在可能表明，这些源由于其异常强烈的辐射（可能由于活动星系核的存在）产生了早期的电离气泡。为了检验这一假设，我们利用 VLT 上的 XSHOOTER 获取了三个 $z\simeq$7 源的长积分光谱，这些源被选中是因为它们具有相似的光度以及通常归因于强 [O III] 发射的 IRAC 3.6 或 4.5$\mu$m 波段的显著过剩流量。我们利用 Keck 望远镜上的 MOSFIRE 获取了其中一个位于 $z$=7.15 的星系的补充光谱。对于该样本中研究最充分且具有最强 IRAC 过剩的源，我们探测到了来自 He II 和 NV 的显著星云发射，表明存在非热源。对于另外两个位于 $z$=6.81 和 $z$=6.85 的源（最初没有可用的先前光学/近红外光谱），在一个源中观测到了 Ly$\alpha$，在另一个源中观测到了 CIII] 发射。尽管样本量不大，我们的结果进一步支持了强 [O III] 发射现象优先与位于早期电离气泡中的源相关联的假设。然而，即使我们位于 $z$=7.15 的一个源明确表明存在非热辐射，此类电离气泡也可能并非唯一以这种方式产生。我们讨论了利用 JWST 扩展此类具有挑战性的诊断研究的独特优势。