$z \sim 6$ 星系的红外辐射：AGN 的印记

我们利用一套具有尘埃辐射转移的宇宙学模拟，研究高红移（$z\sim 6$）、高恒星形成率（${ {\rm SFR} > 100}$ $M_{\rm \odot} {\rm yr}^{-1}$）星系（含/不含活动星系核（AGN））的红外（IR）辐射。合成光谱能量分布（SED）用于量化恒星/AGN 对尘埃加热的相对贡献。在多尘（${M_{\rm d}\gtrsim 3\times 10^7 M_{\rm \odot}}$）星系中，$\gtrsim 50-90 \%$ 的紫外辐射被尺度 ${\gtrsim 100}$ pc 的尘埃不均匀性遮挡。在含 AGN 的模拟中，一个团块状、温暖（$\approx 250$ K）的尘埃成分与由恒星加热的较冷（$\approx 60$ K）且更弥散的成分共存。暖尘埃提供高达 ${50 \%}$ 的总红外光度，但仅占总质量含量的 $\lesssim 0.1 \%$。相对于恒星形成星系，AGN 将中红外流量提升了 ${10-100 \times}$，而未显著影响远红外。我们的模拟成功再现了明亮（${M_{\rm UV}\sim -26}$）${z\sim 6}$ 类星体的观测 SED，并表明这些天体是复杂的、富尘并合系统的一部分，包含多个源（吸积黑洞和/或恒星形成星系），与近期 HST 和 ALMA 观测一致。我们的结果表明，拟议的 ORIGINS 任务将能够研究富尘恒星形成星系的中红外性质，并获得 $z\sim 6$ 明亮类星体的高质量光谱。最后，暗弱（${M_{\rm UV}\sim -24}$）AGN 的中红外与远红外流量比高于正常恒星形成星系 ${>10\times}$。这意味着联合 JWST/ORIGINS/ALMA 观测对于识别遥远宇宙中暗弱和/或尘埃遮挡的 AGN 至关重要。