[论文解读] EIGER V. Characterizing the Host Galaxies of Luminous Quasars at $z\gtrsim6$

Minghao Yue, Anna–Christina Eilers+7 more|arXiv (Cornell University)|Sep 8, 2023

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 87被引用 8

一句话总结

该研究利用 JWST/NIRCam 成像和光栅光谱来检测并描述六个在 z≈6–7 的高亮度类星体的宿主星系及超大质量黑洞（SMBH）质量，结果显示相对于宿主星系存在过大质量的黑洞，并且在 z≳6 时就已经出现 M_BH–M_* 的趋势证据。

ABSTRACT

We report {\em JWST}/NIRCam measurements of quasar host galaxy emissions and supermassive black hole (SMBH) masses for six quasars at $5.9

研究动机与目标

• 在 z≳6 的类星体宿主星系上通过 JWST/NIRCam 成像与光谱探测，评价其静止波段光学发射。
• 通过光栅光谱中的 Hβ 线轮廓测量 SMBH 质量。
• 通过 SED 拟合估算宿主星系质量并与 SMBH 质量比较。
• 探讨局部的 M_BH–M_* 关系在再电离时代是否成立。
• 评估在 PSF 模型不确定性下对宿主检测的可靠性。

提出的方法

• 获得六个类星体（5.9<z<7.1）在 F115W、F200W、F356W 的深层 NIRCam 成像以及 F356W 光栅光谱。
• 从明亮且未饱和的恒星中构建经验性 PSF 模型，并通过 PSF误差图传播 PSF 不确定性。
• 使用 psfMC 结合 MCMC 将类星体图像拟合为点源（AGN）+ 指数盘（宿主）以推导通量与形态。
• 利用光栅光谱得到的 Hβ 轮廓与连续光谱来估算 SMBH 质量。
• 使用 Prospector 进行包含星云发射的 SED 拟合以推导宿主星系质量，假设 delayed-τ 的 SFH、Chabrier IMF 以及 Calzetti 粗尘定律。

实验结果

研究问题

• RQ1 在静止波段的 z≳6 类星体宿主星系的通量与形态如何？
• RQ2 是否可以对这组高z 类星体通过 JWST 光栅光谱中的 Hβ 可靠地估计 SMBH 质量？
• RQ3 宿主星系的恒星质量是多少，它们与 SMBH 质量（M_BH–M_*）在 z≳6 时的关系如何？
• RQ4 是否存在证据表明局部的 M_BH–M_* 关系已存在或在 z≳6 的高亮度类星体中偏向过大质量黑洞？

主要发现

• 六个类星体中有三例检测到宿主星系，宿主与类星体的通量比 F_host/F_QSO 约为 1%–5%。
• 被检测的宿主暗示恒星质量 M_* ≳ 10^10 太阳质量（来自 SED 拟合）。
• 从 Hβ 与连续光谱推断的 SMBH 质量使 M_BH/M_* ≈ 0.15，约比局部关系高出 1–2 个数量级。
• 有检测的类星体在静止波段光学宿主形态与指数盘一致。
• 对于未检测对象的星质量上限仍能对 z≳6 的 M_BH–M_* 关系提供约束。