由 HETDEX 确定的 $z\sim2$ 处低至 $\mathcal{M}_\mathrm{BH}\sim10^7 M_\odot$ 的恒星质量—黑洞质量关系

我们利用 I 型活动星系核(AGN)研究了 $z = 2-2.5$ 处低至 $\mathcal{M}_\mathrm{BH}=10^7 M_\odot$(对应于静止帧紫外(UV)绝对星等 $\simeq -21$)的恒星质量—黑洞质量($\mathcal{M}_*-\mathcal{M}_\mathrm{BH}$)关系。借助霍比-埃伯利望远镜暗能量实验(HETDEX)的深场大面积光谱巡天,我们识别出 66 个 I 型 AGN,其 $\mathcal{M}_\mathrm{BH}$ 范围为 $10^7$ 至 $10^{10} M_\odot$,这些质量是利用 HETDEX 光谱中探测到的 C{\sc iv} 发射线通过单历元维里法测量的。宿主星系的 $\mathcal{M}_*$ 由 Spitzer、WISE 以及地基 4-8 米级望远镜拍摄的光学至近红外测光数据通过 CIGALE 光谱能量分布(SED)拟合估算。我们进一步利用 JWST/NIRCam CEERS 数据对空间分辨宿主星系进行表面亮度轮廓拟合以实施宿主—核分解,从而在两种情形下评估 SED 拟合的有效性。我们获得了覆盖 $\mathcal{M}_\mathrm{BH}~\sim~10^7-10^8~M_\odot$ 这一尚未探索的低质量范围的 $\mathcal{M}_*-\mathcal{M}_\mathrm{BH}$ 关系,并进行前向建模以充分考虑选择偏差与观测不确定性。$z\sim 2$ 处的内禀 $\mathcal{M}_*-\mathcal{M}_\mathrm{BH}$ 关系相对于本地关系存在 $0.52\pm0.14$~dex 的中等正向偏移,表明即使在 $\mathcal{M}_\mathrm{BH}~\sim~10^7-10^8~M_\odot$ 的低质量区间,较高红移处黑洞增长也更为高效。我们的 $\mathcal{M}_*-\mathcal{M}_\mathrm{BH}$ 关系与近期流体动力学模拟所预言的低-$\mathcal{M}_*$ 区间 $\mathcal{M}_\mathrm{BH}$ 抑制不一致,置信水平达 $98\%$,表明低质量系统中的反馈可能弱于流体动力学模拟中所产生的反馈。