z~3星系中同空间恒星形成与超大质量黑洞增长：原位共同演化的证据
星系天体物理
2018-02-21 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们给出了三个 z~3 活动星系核(AGN)中超大质量黑洞(SMBH)增长位点的亚千秒差距尺度定位，并关联其宿主星系中剧烈恒星形成区域。这些 AGN 选自 HUDF 与 COSMOS 场中的 Karl G. Jansky 甚大阵列(VLA)与阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)观测，其中厘米射电发射示踪恒星形成与 AGN，而尘埃的亚/毫米发射示踪近乎纯恒星形成。我们要求射电发射比亚/毫米恒星形成对应水平亮至少 5 倍，以确保射电发射由 AGN 主导，从而可独立定位 AGN 与恒星形成。在所有三个星系中，AGN 均位于富气体、重度遮蔽的剧烈核星爆致密区域内，有效半径 R_e = 0.4–1.1 kpc，平均恒星形成率约 100–1200 M_⊙yr⁻¹。若当前星爆以该速率在其宿主恒星质量倍增时标(约 0.2 Gyr)内持续，新形成恒星质量将在中央 kpc 区域内达到约 10¹¹ M_⊙，且与 SMBH 的显著增长同时同地发生。这与原位星系核球与 SMBH 形成图景一致。本工作展示了 VLA 与 ALMA 观测的独特互补性，可明确锁定 AGN 与恒星形成位置至约 30 mas，对应于 z=3 处的约 230 pc。
引用
@article{arxiv.1801.07072,
title = {Cospatial Star Formation and Supermassive Black Hole Growth in $z \sim 3$ Galaxies: Evidence for In-situ Co-evolution},
author = {W. Rujopakarn and K. Nyland and G. H. Rieke and G. Barro and D. Elbaz and R. J. Ivison and P. Jagannathan and J. D. Silverman and V. Smolcic and T. Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.07072},
year = {2018}
}
备注
7 pages, 3 figures, 2 tables. Accepted for publication in the Astrophysical Journal Letters