在高电离参数和低金属度条件下，光学强线比值无法区分星际文献与吸积黑洞
星系天体物理
2025-06-30 v1
摘要
JWST 的高红移观测表明，光学强线比值在高红移处的约束能力与低红移时不同。这关键性地阻碍了星际和黑洞驱动的辐射之间的分离，从而遮蔽了活跃星系核 (AGN) 的人口统计信息和星形成率。为此，我们计算了由 Cloudy 计算的大量光谱模型，这些模型由星际文献和吸积黑洞驱动，覆盖大范围的年龄、金属度、初始质量函数、双生性、电离参数、密度和黑洞质量。我们将这些模型用于测试三种旨在区分低红移下电离来源的光学强线比值诊断工具： - BPT 图、VO87 图和 OHNO 图。我们证明模型在这些图中的位置强烈受电离参数 (log U) 和气相金属度的驱动，往往超过其本身对电离光谱的影响；特别是，在高 log U 和低 Z 条件下，星际文献和吸积黑洞模型之间存在显著的重叠。我们指出 OHNO 图在 log U 较高且 Z 较低的星际模型中尤其容易受到 时定义的 AGN 区域大规模污染，与许多在高红移处的 JWST 观测谱图一致。我们证明光学线比值诊断最灵敏于 eV 电离连续光谱的形状，而给定光学强线比值的推导电离来源可能高度退化。最后，我们展示极高电离 ( eV) 辐射线——这些线追踪比正常星际文献更硬的电离来源——有助于打破仅使用强线诊断时存在的退化性，即便在与高红移条件相符的气体条件下亦然。
引用
@article{arxiv.2506.21660,
title = {Optical Strong Line Ratios Cannot Distinguish Between Stellar Populations and Accreting Black Holes at High Ionization Parameters and Low Metallicities},
author = {Nikko J. Cleri and Grace M. Olivier and Bren E. Backhaus and Joel Leja and Casey Papovich and Jonathan R. Trump and Pablo Arrabal Haro and Veronique Buat and Denis Burgarella and Emilie Burnham and Antonello Calabro and Jonathan H. Cohn and Justin W. Cole and Kelcey Davis and Mark Dickinson and Steven L. Finkelstein and Ray Garner and Michaela Hirschmann and Weida Hu and Taylor A. Hutchison and Dale D. Kocevski and Anton M. Koekemoer and Rebecca L. Larson and Zach J. Lewis and Michael V. Maseda and Lise-Marie Seille and Raymond C. Simons},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.21660},
year = {2025}
}
备注
22 pages, 10 figures, animations are available at https://github.com/njcleri/AR_05558_modeling/tree/main/figures/animations