在高角分辨率下提供 z$\sim$2 类星体宿主星系严格的恒星形成率限制

我们展示了利用激光导星自适应光学（LGS-AO）系统的积分场光谱仪（IFS）对 z=2 类星体（QSOs）的观测，旨在分辨来自宿主星系的延展星云线发射。我们的数据使用 W. M. Keck 和 Gemini-North 天文台获取，分别结合了 OSIRIS 和 NIFS 仪器与 LGS-AO 系统。我们进行了一项包含五个类星体的先导巡天，平均红移为 z=2.15，其中三个使用 NIFS+AO 观测，两个使用 OSIRIS+AO 观测。我们证明了 AO 与 IFS 的结合提供了必要的空间和光谱分辨率，能够将类星体发射与其宿主星系分离开来。我们提出了从类星体宽线区生成点扩散函数（PSF）并执行 PSF 减法以探测宿主星系的技术。我们在两个源 SDSS J1029+6510 和 SDSS J0925+06 中探测到了 H$\alpha$和 [NII]，这两个源均具有恒星形成和延展窄线发射。假设大部分窄线 H$\alpha$源于恒星形成，我们推断 SDSS J1029+6510 的恒星形成率为 78.4 M$_\odot$yr$^{-1}$，源自一个运动学偏移为 290 - 350 km/s 的致密区域。对于 SDSS J0925+06，我们推断其恒星形成率为 29 M$_\odot$yr$^{-1}$，分布在三个空间偏移约 7 kpc 的团块上。对另外三个类星体的零探测结果被用于推断表面亮度极限，我们发现距离类星体 1.4 kpc 处，未消光的恒星形成率上限为 $<$ 0.3 M$_\odot$yr$^{-1}$kpc$^{-2}$。如果我们假设 z=2 型 1 类星体的典型消光值，那么对于我们的零探测结果，去红化后的恒星形成率上限为 $<$ 0.6 M$_\odot$yr$^{-1}$kpc$^{-2}$。这些 IFS 观测表明，如果宿主星系中存在恒星形成，它必须以显著的消光弥散地发生，而不是出现在致密、团块状的区域中。