钱德拉揭示一个发光康普顿厚 QSO 驱动 $z=4$ 星暴原星系团中的 $Ly\alpha$ 泡

本地宇宙中的星系团起源于被称为原星系团的高红移过密区域。原星系团中的大气体库和高星系相互作用率预期会触发宿主星系中的恒星形成活动和发光 SMBH 吸积。我们研究了在 $z=4$ 处一个富气体且星暴的原星系团（称为 Distant Red Core (DRC)）的 AGN 含量。我们用 Chandra（139 ks）观测了该结构的 13 个已确认成员，并搜寻其中发光且可能被遮挡的 AGN。我们还检验了隐藏 AGN 是否能驱动在 DRC 中用 VLT/MUSE 探测到的 $Ly\alpha$ 泡（LAB）。我们探测到来自 DRC 中最富气体的两个成员（命名为 DRC-1 和 DRC-2）的被遮挡 X 射线辐射。两者在高分辨率 ALMA 和 HST 观测中均解析为多个相互作用的团块。特别地，发现 DRC-2 宿主一个发光（$L_{2-10\,\mathrm{keV}}\approx3\times10^{45}\,\mathrm{erg\,s^{-1}}$）康普顿厚（$N_H\gtrsim10^{24}\,\mathrm{cm^{-2}}$）QSO，可与所有宇宙时期已知最发光 QSO 相比拟。DRC 成员中的 AGN 分数与较低红移原星系团的结果一致。然而，X 射线堆叠分析揭示 SMBH 吸积也可能发生在其他未被 Chandra 单独探测到的 DRC 星系中。我们的结果指向原星系团成员中大量气体库、星系相互作用与发光且被遮挡的核活动之间存在强关联。在 DRC-2 中探测到的强且被遮挡 QSO 可能通过光电离驱动用 VLT/MUSE 探测到的邻近 LAB；然而，我们提出弥漫 $Ly\alpha$ 辐射可能源于被 DRC-2 在约 10 kpc 尺度上发动的大质量外流冲击的气体。