JWST 的半解析预测——V. z = 2-7 的 AGN 光度函数与氦再电离
星系天体物理
2021-09-29 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
早期宇宙中形成的活动星系核（AGN）被认为是贡献于星系际氦再电离的硬电离光子的首要来源。然而，高红移 AGN 的数密度与光谱性质在很大程度上仍不受约束。在本工作中，我们利用由多种可用观测标定过的物理信息模型，来估计 AGN 在再电离时期中的作用。我们给出由成熟的 Santa Cruz 半解析模型预测的 z = 2 到 7 间各波段 AGN 光度函数，该模型包含黑洞吸积与 AGN 反馈的建模。随后我们将预测的 AGN 族与物理光谱模型结合，以自洽地估计电离光子产生率，其依赖于吸积超大质量黑洞的质量与吸积率。接着我们将预测的共动电离发射率与解析模型耦合，以计算随后的星系际氦与氢的再电离历史。本工作展示了将物理动机驱动的解析或半解析技术相耦合，以捕捉跨越巨大尺度范围（此处从 AGN 吸积盘到宇宙学尺度）的多尺度物理过程的潜力。我们的物理模型预测的内禀电离光子预算远高于文献中的许多估计，这意味着即便以相对较低的逃逸分数，也能轻松完成氦再电离。我们还对未来 \emph{詹姆斯·韦伯空间望远镜}（James Webb Space Telescope）巡天预期探测到的 AGN 族做出了预测。
引用
@article{arxiv.2109.13241,
title = {Semi-analytic forecasts for JWST -- V. AGN luminosity functions and helium reionization at z = 2-7},
author = {L. Y. Aaron Yung and Rachel S. Somerville and Steven L. Finkelstein and Michaela Hirschmann and Romeel Davé and Gergö Popping and Jonathan P. Gardner and Aparna Venkatesan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.13241},
year = {2021}
}
备注
28 pages, 23 figures, accepted for publication in MNRAS