z~4 亮类星体光度函数及其对宇宙电离背景的启示

基于近期巡天结果,z>3 亮类星体的数目不断被向上修正。当前共识是,在亮星等($M_{1450}\le -27$)下,此类源的数密度可能被低估了 30-40%。在 QUBRICS 巡天框架下,我们在 12400 $deg^{2}$ 区域内证认了 58 个位于 3.6$\le z \le$4.2、星等 $i_{psf}\le$18 的亮类星体。我们巡天的独特性在于首次将采样绝对星等范围扩展到 $M_{1450}= -29.5$。在考虑观测估计的不完备性后,我们推导出亮端斜率 $\beta=-4.025$,以及在 $<M_{1450}>=-28.75$ 处的 comoving 空间密度 2.61$\times 10^{-10} Mpc^{-3}$。结合更暗巡天的结果,比 $M_{1450}=-23$ 亮的 AGN 在 z$\sim$4 可产生至少一半的电离发射率。考虑 QSO 与 AGN 族的平均逃逸分数 0.7,并结合 $z=3.9$ 处 41.3 proper Mpc 的平均自由程,我们推导出由 M$_{1450}<-18$ 的 AGN 产生的光致电离率 $Log(\Gamma [s^{-1}])=-12.17^{+0.13}_{-0.07}$,即 z~4 处测得电离背景的约 100%。