ALPINE-CRISTAL-JWST 调查：揭示高红移星系中较小质量的黑洞

我们报告了在 ALPINE-CRISTAL-JWST 样本中搜索宽线活跃星系核 (AGN) 的系统方法,该样本包含 18 个恒星形成星系 ($M_\star>10^{9.5}~M_{\odot}$),红移范围为 $z=4.4-5.7$。使用 JWST/NIRSpec IFU,我们通过检测 33 个光学峰中心的光谱,确认了 7 个 AGN 候选对象,其中包含一条 FWHM $\sim$ 2800 \kms\ 的高度稳健 AGN 检测,以及 6 个表明 FWHM $\sim 600-1600$ \kms\ 的宽成分,其中两个位于合并系统中。我们指出,只有宽线检测才有效,因为这些候选对象统一位于狭窄 Emission-line 比值诊断图中,其中星形成星系和 AGN 重叠。宽线 AGN 占比范围从 5.9\% 到 33\%,取决于候选对象的稳健性。假设大多数为 AGN,相对较高的 AGN 占比可能源于针对高质量星系,其中模拟表明宽线检测更可行。它们的黑洞质量范围为 $10^6$ 到 $10^{7.5}~M_{\odot}$,且 $0.1 \lesssim L_{\rm bol}/L_{\rm Edd}\lesssim 1$。与之前的 JWST 高红移研究不同,后者发现黑洞相对于其宿主星系过大,而我们的候选对象则接近或低于局部 $M_{\rm BH}-M_\star$ 比例关系,从而显示选择偏差的影响。该研究通过在星系样本中识别微弱宽线 AGN,为高红移处于 AGN-宿主星系共演变提供了新见解,突显了考虑质量相关选择偏差以及大量潜在的下限质量 AGN 被 JWST 捕获的重要性。