宇宙黄昏时期的空穴空间分辨性AGN离子化与星形成

在宇宙黄昏时期 ($z\approx 2-3$)，星形成和活跃星系核 (AGN) 活动均达到了顶峰，二者在 galaxy 尺度上对离子化星际气体具有重要作用。离子化气体的空间分布为直接探测 AGN 和星际离子化如何塑造其宿主星系的气体储备提供了信息。利用来自 JWST Extragalactic Medium-band Survey (JEMS) 的 JWST/NIRCam 成像，我们在 $2.5 < z < 2.9$ 的约200个星系中，对两种互补的离子化气体探测器 [O III]$+\mathrm{H}\beta$ 和 Pa$\beta$ 进行空间映射。我们应用多波段 AGN 诊断，将样本划分为 AGN 宿主 (33个星系)、Pa$\beta$ 检测系统 (32个星系) 和对照对象 (175个星系)。我们测量每一类样本中 [O III]$+\mathrm{H}\beta$ 和 Pa$\beta$ 的空间范围，并将其与来自光谱能量分布 (SED) 建模的 AGN 和宿主属性相关联。两种探测器在 AGN 宿主星系中呈现出系统性更大的最大径向范围（相对于对照星系大约多 0.3 个 dex），其中 [O III]$+\mathrm{H}\beta$ 离子化程度稍微比 Pa$\beta$ 更延伸约 0.1 个 dex。凭借这一统计学上稳健的 AGN 样本，我们在 $z\sim3$ 测量 [O III]$+\mathrm{H}\beta$ 径向范围-AGN 亮度关系，并推导出斜率约为 0.2，与低红移报告的数值浅端值相符。AGN 宿主相对于对照样本中更大的离子化气体范围，结合 [O III]$+\mathrm{H}\beta$ 范围与 AGN 亮度之间的强相关性，表明在宇宙黄昏时期的混合 AGN 和星形成活动星系中，AGN 活动可能在气体离子化中占主导地位，尽管星际过程在千分之一尺度上仍可作出显著贡献。