早期宇宙中质量过大的黑洞位于紧凑星系

在宇宙早期（约一个时辰内）发现了一大批类鲹鱼星体。其中大多数星体拥有高质量的黑洞（$M_{\rm BH} \sim 10^{8-10} M_{\odot}$），且黑洞质量与恒星质量之比显著高于当地典型星系，这对我们理解超大质量黑洞的形成以及其与宿主星系的共演化提出了挑战。本文基于对 $z \sim 6$ 类鲹鱼星体 [CII] 158$\mu$m 发射尺寸的测量，我们发现其宿主星系系统性地更为紧凑（半光半径 $R_{\rm e} \sim 1.6$ kpc），与同一红移下典型星形成星系的尺寸更小。具体而言，最紧凑的类鲹鱼星系宿主星系中，冷气体的含量往往较少，其尺寸与 $z \sim 4-5$ 的质量静止星系相当。这些发现揭示了早期宇宙中大质量黑洞形成与其宿主星系紧凑性之间的密切联系。这些紧凑的类鲹鱼星系宿主星系是第一批静止星系的理想前体。