活动星系核驱动外流与高红移类星体周围Lyα星云的形成

在$z\gtrsim 6$类星体周围探测到的Ly$\alpha$星云，为最早一批快速增长的超大质量黑洞周围存在广延气体库提供了证据。只要为其提供能量的黑洞在稀有的大质量暗物质晕中演化，对$z > 6$类星体的观测就可以用宇宙学模型来解释。这些理论模型是否也能解释观测到的广延Ly$\alpha$发射，仍是一个开放问题。我们用Ly$\alpha$辐射转移代码RASCAS对一套针对$z>6$类星体宿主晕的宇宙学辐射流体动力学模拟进行了后处理。由光致电离氢的复合辐射和碰撞激发气体的发射共同驱动了Ly$\alpha$星云，其面亮度剖面与观测高度吻合。我们还发现，即便单独考虑，与类星体宽线区相关的Ly$\alpha$谱线的共振散射也能在$\sim 100 \, \rm kpc$尺度上产生Ly$\alpha$发射，并与观测面亮度剖面达到相当的吻合度。即使由类星体宽Ly$\alpha$谱线驱动，Ly$\alpha$星云也可具有$\lesssim 1000 \, \rm km \, s^{-1}$的窄线宽，与观测限制一致。即便没有类星体，我们发现晕气体冷却也会产生微弱的广延Ly$\alpha$辉光。然而，要点亮具有符合观测性质的广延Ly$\alpha$星云，我们的模拟明确需要类星体驱动的外流来清除星系核，使Ly$\alpha$通量能够逃逸并仍与晕气体保持共振。带类星体外流的模拟与观测的紧密吻合表明，AGN反馈在$z \, = \, 6$之前就已经起作用，并证实了高红移类星体位于示踪过密区的质量晕中。