在$Chandra$深场南天区系统搜寻$z\gtrsim5$的活动星系核

我们通过在$Chandra$深场南天区系统搜寻$z\gtrsim5$的活动星系核（AGN），研究早期黑洞（BH）的增长。我们的搜寻基于$Chandra$ 4-Ms 数据，其流量限制为$9.1\times\ 10^{-18}$（软波段，0.5 - 2 keV）和$5.5\times\ 10^{-17}\ \mathrm{erg}\ \mathrm{s}^{-1}\ \mathrm{cm}^{-2}$（硬波段，2 - 8 keV）。在$z\sim5$时，这对应于软（硬）波段低至$\sim10^{42}$（$\sim10^{43}$）$\mathrm{erg}\ \mathrm{s}^{-1}$的光度，应能探测到$M_\mathrm{BH}>10^7 M_{\odot}$且爱丁顿比率> 0.1 的康普顿薄 AGN。我们的视场（$0.03~\mathrm{deg}^2$）包含超过 600 个$z\sim5$的莱曼断裂星系。基于低红移关系，我们预计其中约有 20 个宿主 AGN。结合$Chandra$数据与 GOODS/ACS、CANDELS/WFC3 和$Spitzer$/IRAC 数据后，样本由 58 个高红移候选体组成。我们运行了光度红移代码，堆叠了 GOODS/ACS 数据，应用了颜色判据和莱曼断裂技术，并使用了 X 射线硬度比。综合我们的测试并利用额外数据，我们发现所有源极有可能位于低红移。我们还发现了五个在光学或红外波段没有对应体的 X 射线源，它们可能是虚假探测。我们得出结论，我们的视场中不包含任何令人信服的$z\gtrsim5$ AGN。对此结果的解释包括：低黑洞占据分数、低 AGN 分数、短暂的超爱丁顿增长模式、通过黑洞 - 黑洞并合增长或在光学暗弱星系中增长。通过搜寻$z\gtrsim5$ AGN，我们为限制早期黑洞增长和种子形成情景奠定了基础。