红移 7.5 处活动星系核紫外光度函数的演化

在高红移处确定活动星系核(AGN)的紫外光度函数对于约束 AGN 对再电离的贡献以及理解超大质量黑洞的增长具有重要意义。近期对光度函数的推断受到 AGN 数据非均匀选取与分析所导致的不一致性的影响。我们通过构建红移 z=0 至 7.5 间超过 80,000 个颜色选 AGN 的样本来解决此问题。尽管该样本由多个具有光谱红移和完备性估计的数据集合成，我们将这些数据集同质化到相同的宇宙学、内禀 AGN 谱和星等系统。利用此样本，我们推导了红移 z=0 至 7.5 的 AGN 紫外光度函数。该光度函数在所有红移处均呈双幂律形式。AGN 光度函数的转折星等 $M_*$ 从 z=0.7 处的 $M_*\sim -24$ 急剧增亮至 z=6 处的 $M_*\sim -29$。暗端斜率 $\beta$ 从 $z<2.2$ 处的 $-1.7$ 显著陡化至 $z\simeq 6$ 处的 $-2.4$。尽管存在此陡化，在 $z\sim 6$ 处 AGN 对氢光电离率的贡献仍居次要地位(< 3%)，但若这些光度函数一直成立至 $M_{1450}=-18$，则其贡献可能不可忽略(~10%)。在合理假设下，AGN 可在红移 z=2.9 处再电离 HeII。在低红移(z<0.5)，AGN 可产生由 IGM 中 HI 吸收线统计推断出的氢光电离率的大约一半。我们对光度函数的全局分析还揭示了数据中重要的系统误差，特别是在 z=2.2--3.5 处，未来需加以解决并纳入 AGN 选取函数以改进我们的结果。我们公开了各种拟合函数、光度函数分析代码以及同质化后的 AGN 数据。