使用Lyman-α全tomography绘制高红移类星体的光环
星系天体物理
2025-09-09 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
紫外（UV）辐射来自吸积黑洞会电离周围早期类星体的星际气体，在其周围开辟出高度电离的气泡。因此，对类星体光度的任何变化都被预测为产生向外传播的电离梯度，影响类星体系统红移处的Lyman-α（Lyα）吸收透明度。这一"proximity effect"在rest-UV类星体光谱中广为人知，但仅提供沿我们视线的一维探针。本文我们呈现了与超亮类星体（z_QSO≈6.3）的深层光谱观测，这些观测揭示了该类星体的"light echo"以Lyα全tomography在横向方向。首次针对多个galaxy视线检测到横向proximity effect，使我们能够绘制该类星体电离锥的范围和几何形状。我们对锥的取向和倾斜角进行了约束，以及对被遮蔽的固体角分数f_obsc<91%的上限。此外，我们发现该类星体UV辐射的时间尺度为t_QSO=10^{5.6^{+0.1}_{-0.3}}年，这显著短于传统生长模型构建中心超大质量黑洞（SMBH）所需的时间，但与该类星体的duty cycle的独立测量相符。我们推断的被遮蔽比例不利于短类星体生命周期可仅通过几何遮蔽解释的场景，反而支持辐射效率低的吸积或生长于最初强遮蔽的cocoon中起作用于早期SMBH生长的想法。我们的结果为在早期宇宙时期对类星体的辐射几何和历史进行新颖的研究铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2509.05417,
title = {The Light Echo of a High-Redshift Quasar mapped with Lyman-$\alpha$ Tomography},
author = {Anna-Christina Eilers and Minghao Yue and Jorryt Matthee and Joseph F. Hennawi and Frederick B. Davies and Robert A. Simcoe and Richard Teague and Rongmon Bordoloi and Gabriel Brammer and Yi Kang and Daichi Kashino and Ruari Mackenzie and Rohan P. Naidu and Benjamin Navarrete},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.05417},
year = {2025}
}
备注
Submitted to AAS Journals