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红移5.8-6.6时强外流对黑洞增长的抑制

摘要

明亮的类星体,由10亿个太阳质量的黑洞吸积提供动力,在再电离时期就已经存在了,那时宇宙只有5 - 1亿年的历史1.这些黑洞是如何在如此短的时间内形成的,这是一个争论的主题,尤其是当它们位于黑洞质量和星系动力质量之间的相关性之上时23.在局部宇宙中。是什么减缓了黑洞的增长,导致了在局部宇宙中观察到的共生增长,以及这个过程何时开始,迄今为止尚不清楚,尽管黑洞反馈可能是一个驱动因素4.在这里,我们报告了在红移5.8处类星体样本的光学和近红外观测z6.6。大约一半的类星体光谱显示了宽的蓝移吸收线波谷,描绘出了具有极端流出速度的黑洞驱动风,速度高达光速的17%。有这种外流风的类星体的比例z5.8是的2.4倍z≈2 - 4。我们推断,在z5.8向星际介质中注入大量的能量,抑制核气体的吸积,减缓黑洞的增长。流出阶段可能标志着大量黑洞反馈的开始。流出类星体的红色光学颜色z5.8确实表明,这些系统是尘埃,可能是在遮蔽吸积的初始淬火阶段捕获的5

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图1:x -射手数据、复合模板和归一化光谱。
图2:C4BAL类星体。
图3:核类星体的性质。

数据可用性

这项工作中使用的X-shooter原始数据可在ESO科学档案(http://archive.eso.org/cms.html).在本文撰写之日,经简化的数据可根据要求提供,一旦观察完成,XQR-30合作小组将发布这些数据。

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确认

这项工作是基于欧洲天文研究组织根据ESO大计划1104.A-0026(A)和ESO计划0102.A-0233(A)在南半球收集的观测数据。SDSS和SDSS- ii的资金由Alfred P. Sloan基金会、参与机构、美国国家科学基金会、美国能源部、美国国家航空航天局、日本文文厅、马克斯普朗克学会和英国高等教育资助委员会提供。SDSS网站是http://www.sdss.org/.SDSS由参与机构天体物理研究联盟管理。参与机构包括美国自然历史博物馆、波茨坦天体物理研究所、巴塞尔大学、剑桥大学、凯斯西储大学、芝加哥大学、德雷克塞尔大学、费米实验室、高级研究所、日本参与小组、约翰霍普金斯大学、核天体物理联合研究所、卡弗里粒子天体物理和宇宙学研究所、韩国科学家小组、中国科学院、洛斯阿拉莫斯国家实验室、马克斯-普朗克天文研究所、马克斯-普朗克天体物理研究所、新墨西哥州立大学、俄亥俄州立大学、匹兹堡大学、朴茨茅斯大学、普林斯顿大学、美国海军天文台和华盛顿大学。m.b., c.f., F.F.和E.P.感谢PRIN MIUR项目“黑洞风和星系的重子生命周期:星系演化晚宴上的石头客人”的支持,合同号2017PH3WAT。R.D.由格鲁伯基金会奖学金资助。G.B.由美国国家科学基金会AST-1751404资助。s.e.i.b和R.A.M.感谢欧洲研究委员会在欧盟地平线2020研究和创新计划(资助协议编号740246“宇宙气体”)下提供的资金。R.M.感谢科学技术设施委员会和欧洲研究委员会高级拨款695671“QUENCH”的支持。R.M.还接受了英国皇家学会(Royal Society)研究教授的资助。 A.C.E. acknowledges support by NASA through the NASA Hubble Fellowship grant number HF2-51434 awarded by the Space Telescope Science Institute, which is operated by the Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., for NASA, under contract NAS5-26555. This research was conducted by the Australian Research Council Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D), through project number CE170100013. This paper includes data gathered with the 6.5-m Magellan Telescopes located at Las Campanas Observatory, Chile.

作者信息

作者及隶属关系

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贡献

M.B.领导了本文的分析和写作。V.D传闻。他是ESO/甚大望远镜x -射手大项目的首席研究员,该项目导致了我们的发现,并对数据分析做出了贡献。V.D传闻。,C.F. and F.F. had a central role in project design and implementation. N.A. provided expertise in the topic of BAL identification and analysis methodology. E.B. provided new photometric points based on ESO observations. G.B. and G.C. carried out the reduction of the spectra. All authors are part of the XQR-30 collaboration and have reviewed, discussed and commented on the manuscript.

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这篇论文的地址是https://doi.org/10.1038/s41586-022-04608-1

出版商的注意施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。

扩展的数据图形和表格

图1 XQR-30样品中BAL类星体的归一化光谱,平滑到500 km/s。

每个面板中的速度轴相对于C IV的静止帧波长。垂直实线、虚线和虚线分别表示C IV、Si IV和N V的位置。水平实线(虚线)表示通量水平为1.0(0.9)。C IV BALs,对应于通量水平小于0.9(式1),以绿色阴影区突出显示。我们注意到,在BAL类星体中,civ的光学深度明显优于Si IV。这意味着,例如,PSOJ009-10中v~45000 km/s的BAL特征不能归因于低速Si IV BAL,因为在x射手谱中没有观察到具有类似速度的低速C IV BAL。洋红色阴影区域表示x -射手可见光臂和近红外臂之间的重叠光谱区域,而橙色区域表示受大量星系间介质吸收影响的光谱区域。

图2 XQR-30样品中BAL类星体的归一化光谱,平滑到500 km/s。

与扩展数据图相同1

扩展数据表1 XQR-30样品特性和BAL系统参数

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比舍蒂,M.,费鲁里奥,C., D 'Odorico, V.。et al。红移5.8-6.6时强外流对黑洞增长的抑制。自然605, 244-247(2022)。https://doi.org/10.1038/s41586-022-04608-1

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