最亮的 Lyα 发射体：星族 III 还是黑洞？

CR7 是迄今为止已知最亮的 z=6.6 Lyα 发射体 (LAE)，Sobral 等人 (2015) 的光谱后续观测表明 CR7 可能拥有星族 (Pop) III 恒星。我们利用宇宙学流体动力学模拟检验了这一解释。几个模拟星系显示出与 CR7 中观测到的相同的“星族 III 波”模式。然而，要重现 CR7 极端的 Lyα/HeII1640 线光度 (L_{α/He II})，需要顶重的初始质量函数 (IMF) 和一次年龄小于 2 Myr 的大质量 (>10^{7} M_{⊙}) 星族 III 爆发。假设观测到的 Lyα 和 HeII 发射特性是星族 III 的典型特征，我们预测在 COSMOS/UDS/SA22 天区中，30 个 z=6.6 且 L_{α} > 10^{43.3} erg s^{-1} 的 LAE 中，应有 14 个也拥有星族 III 恒星，并产生可观测的 L_{He II} > 10^{42.7} erg s^{-1}。作为另一种解释，我们探讨了 CR7 由直接坍缩黑洞 (DCBH) 的吸积提供动力的可能性。我们的模型预测的 L_{α}、L_{He II} 和 X 射线光度与观测结果一致。无论如何，CR7 的观测特性表明，这个星系很可能由原始气体形成的源提供动力。我们提出，进一步的 X 射线观测可以区分上述两种情形。