首个巨型黑洞的微小宿主星系：BlueTides 中的 z=7.5 类星体

Ba\~nados 等人（2018）最近发现的最遥远类星体位于 $z=7.5$（大爆炸后 690 Myr），处于星系形成的黎明时期。我们探讨了大体积宇宙学流体动力学模拟 BlueTides 中最亮类星体的宿主星系，该模拟在第二阶段已到达这些红移。BlueTides 中最亮的类星体在 $z \sim 7.5$ 处光度为约几 $10^{13} L_{\odot}$，黑洞质量为 $6.4 \times 10^{8} M_{\odot}$，与观测到的类星体（这一大体积中唯一一个）相当。该类星体位于质量 $M_{H} \sim 10^{12} M_{\odot}$ 的罕见暗物质晕中，其宿主星系恒星质量为 $4 \times 10^{10}M_{\odot}$，具有正在进行的内禀恒星形成率约 $\sim 80 M_{\odot} yr^{-1}$。星系对应的内禀 UV 星等为 $-23.1$，比类星体星等 $-25.9$ 约暗 $2.7$ 等。我们发现该星系金属高度富集，平均金属丰度等于太阳值。我们推导了类星体与星系在中红外和近红外 JWST 波段的光谱能量分布（SED）。我们预测静止帧 UV 中存在显著尘埃消光，对应 $A_{1500} \sim 1.7$，给出基于 UV 的 SFR 约 $\sim 14 M_{\odot} yr^{-1}$。我们给出了该星系在有无中心点源情况下、不同 MIRI 和 NIRCam 滤光片中的模拟 JWST 图像。宿主星系在 NIRCam 滤光片中可探测，但极其致密（$R_{E}=0.35$ kpc）。这将需要 JWST 卓越的灵敏度与分辨率来将星系与中心点源分离。最后，在 BlueTides 中该类星体的视场（FOV）内还有另外两个可被 JWST 探测到的源。