年轻类星体的首次光谱研究
星系天体物理
2018-11-07 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
类星体寿命 t_Q 是理解类星体演化与超大质量黑洞（SMBHs）增长的最基本量之一，但其不确定性仍跨越数个数量级。在最近一项研究中，我们基于近邻区大小揭示了一群非常年轻的类星体（t_Q≲10^4-10^5 yr），近邻区是类星体附近由其自身电离辐射导致的 Lyα 森林透射增强区域。此类年轻天体的存在对 SMBH 形成模型提出重大挑战，这些模型已难以解释如此早宇宙时期 SMBHs 的存在。我们对已知最年轻类星体 SDSS J1335+3533（z=5.9012，寿命 t_Q<10^4 yr，95% 置信度）开展了首次全面光谱研究。我们在深光学与近红外光谱中仔细搜寻 HI 与金属吸收线，从而令人信服地排除其小近邻区源于相关吸收系统而非短寿命的可能。我们利用 MgII 发射线测得黑洞质量 M_BH=(4.09±0.58)×10^9 M_⊙，暗示爱丁顿比为 0.30±0.04——与其他同期类星体相当。我们同样发现其黑洞质量与动力学质量的关系与其他 z∼6 类星体一致。与年轻性唯一可能的异常是其弱发射线，但需更大样本以阐明潜在的因果联系。我们讨论了短寿命对各种 SMBH 增长图景的启示，并主张未来用 JWST 对年轻类星体的观测可区分这些图景。
引用
@article{arxiv.1806.05691,
title = {First Spectroscopic Study of a Young Quasar},
author = {Anna-Christina Eilers and Joseph F. Hennawi and Frederick B. Davies},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.05691},
year = {2018}
}
备注
13 pages, submitted to ApJ