暗弱活动星系核在红移z>5时提供了31-75%的氢电离光子
星系天体物理
2025-11-03 v1
摘要
完成氢再电离的电离光子的起源仍存在争议。利用近期在4.5 <= z <= 6.5的JWST和地面巡天数据，我们构建了一个统一的静止紫外AGN光度函数，该函数区分了未遮蔽的I型和遮蔽的II型星族，并表明“小红点”和X射线选源是I型星族的星等过滤子集，混合分数eta = 0.10 +/- 0.02。我们将莱曼连续谱(LyC)逃逸分数锚定于外流发生率与几何清空，而非对所有类别假设类类星体值，并通过联合拟合传播不确定性。对-27 < M_UV < -17积分，AGN注入Ndot_ion,AGN = (3.77 +1.08/-0.95) x 10^51 s^-1 Mpc^-3，几乎是先前估计的两倍，与z ~ 6时莱曼-α推断的需求相当。当与JWST星系紫外光度函数以及更硬的恒星电离效率log10(xi_ion) = 25.7结合时，对于代表性的星系逃逸分数f_esc,gal = 0.03-0.20，AGN贡献了总电离光子的31-75%。由此产生的氢光电离率Gamma_HI ~ (0.5-2) x 10^-12 s^-1 (z ~ 5-6)，在考虑了平均自由程和IGM团块性后，完全落在莱曼-α森林约束范围内，并且对于f_esc,gal <= 5%的AGN-星系联合模型仍然保持一致。这些结果表明，在再电离的最后阶段，AGN和星系共同维持了电离背景，其中AGN是主要但非唯一的贡献者。
引用
@article{arxiv.2510.26990,
title = {Faint active galactic nuclei supplied 31-75% of hydrogen-ionizing photons at z>5},
author = {Mainak Singha and Sangeeta Malhotra and James Ely Rhoads},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.26990},
year = {2025}
}
备注
Submitted to ApJ. Comments are welcome