BlackTHUNDER揭示$z\simeq5.23$处致密活动星系核周围的巨大纤维结构

尽管JWST发现了越来越多$z>4$的致密活动星系核（AGN），但它们的形成和演化仍然知之甚少。本文研究了GN-77652的大尺度环境，这是一个$z=5.229$的致密AGN，作为JWST NIRSpec IFU大型计划BlackTHUNDER的一部分观测，并辅以深的多波段NIRCam成像。GN-77652紧邻一个由多个$z\simeq5.23$源组成的12 kpc长的纤维结构，其恒星质量（$M_{\star}=0.7-13 \times 10^8$ ${M_\odot}$）、气相金属丰度（12$+$log(O/H) $=$ 7.6-8.5）和恒星形成率（SFR $=0.4-6$ ${M_\odot}$ yr$^{-1}$）范围显著。 [OIII]$\lambda$5007运动学揭示了一个平滑的大尺度速度梯度，以该星系群的中心、大质量（$M_{\star}\simeq1.1\times10^9$ ${M_\odot}$）且金属丰富（$Z\sim0.6$ $Z_{\odot}$）的系统为中心。在这个源中，距离GN-77652仅2.4 kpc（投影）处，[OIII]$\lambda$4363谱线诊断提供了可能存在第二个AGN的证据。GN-77652表现出一个浅的（$-30$到$+20$ km s$^{-1}$）速度梯度，根据动力学建模，这与盘旋转一致。纤维结构产生的Lyman-Werner辐射场太弱，不足以使GN-77652中的黑洞（BH）通过直接坍缩最近形成。然而，所需的条件可能在更早的时代存在，或者替代方案（例如从纤维结构中弹射出的反冲BH）也可能是合理的。整个系统预计将在$150-440$ Myr内合并，这也促使我们通过玩具模型外推和数值模拟探索其未来演化。我们的分析表明，GN-77652的致密AGN外观代表了一个瞬态演化阶段，这与JWST识别的致密AGN数密度随红移明显下降相一致。