红移7.5处显著中性宇宙中的8亿太阳质量黑洞
星系天体物理
2018-07-09 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
类星体是已知最明亮的非瞬变天体，因此可用于研究最早宇宙纪元。尽管付出了大量努力，然而类星体ULAS J1120+0641（z=7.09）在超过半个世纪中仍是唯一已知的z>7类星体。本文我们报道红移z=7.54处类星体ULAS J134208.10+092838.61（下称J1342+0928）的观测。该类星体辐射光度（热光度）为太阳光度的4e13倍，黑洞质量为8e8太阳质量。此超大质量黑洞存在于宇宙仅690百万岁——仅为当前年龄百分之五——之时，支持了允许初始质量大于约1e4太阳质量或 episodic 超爱丁顿吸积的早期黑洞增长模型。我们看到类星体光谱在莱曼阿尔法发射线红侧（Gunn-Peterson阻尼翼）有强吸收证据，正如若J1342+0928周围星系际介质中相当量（大于10%）氢为中性时所预期。我们推导出显著的中性氢比例，尽管确切比例依赖于建模。然而，即便在最保守分析中，我们在68%（95%）概率下找到大于0.33（0.11）的比例，表明我们正探测到宇宙再电离纪元内部。
引用
@article{arxiv.1712.01860,
title = {An 800-million-solar-mass black hole in a significantly neutral Universe at redshift 7.5},
author = {E. Bañados and B. P. Venemans and C. Mazzucchelli and E. P. Farina and F. Walter and F. Wang and R. Decarli and D. Stern and X. Fan and F. B. Davies and J. F. Hennawi and R. A. Simcoe and M. L. Turner and H-W. Rix and J. Yang and D. D. Kelson and G. C. Rudie and J. M. Winters},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.01860},
year = {2018}
}
备注
Updated to match the final journal version