Limits on the Mass and Abundance of Primordial Black Holes from Quasar Gravitational Microlensing
暗物质可以由$10M_\odot \lesssim M \lesssim 200M_\odot$范围内的中等质量原始黑洞组成的想法最近被重新考虑，特别是在LIGO实验探测到引力波的情况下。即使黑洞中存在一小部分暗物质，也会导致明显的类星体引力微透镜效应。类星体微透镜效应对透镜星系中任何类型的致密天体都很敏感，对它们的丰度和质量都很敏感。我们分析了来自24个引力透镜类星体的光学和X射线微透镜数据，以估计质量范围很广的致密天体的丰度。我们的结论是，在黑洞或任何类型的紧凑对象的质量分数是可以忽略不计的$0.05 M_\odot \lesssim M \lesssim 0.45 M_\odot$质量范围之外，它相当于总物质的$20 \pm5$ %，与预期的质量和恒星成分的丰度。因此，存在大量中等质量的原始黑洞似乎与当前的微透镜观测不一致。因此，原始大质量黑洞是LIGO探测到的引力辐射的一个非常不可能的来源。
2017-02-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Potential signature of Population III pair-instability supernova ejecta in the BLR gas of the most distant quasar at z = 7.54
几十年来，对第三星族（Pop III）恒星的研究一直令天体物理学家着迷和困惑。一个有希望捕捉到它们存在证据的地方必须是高红移天体;特征应该记录在它们特有的化学丰度中。我们推导出宽线区（BLR）的Fe和Mg的丰度从紫外Mg II和Fe II发射线的强度在近红外光谱的UKIDSS大面积调查（ULAS）J1342+0928在$z = 7.54$，通过提出我们的新的通量到丰度的转换方法开发的$z\sim 1$类星体。我们发现，这个类星体的BLR是非常丰富的，由一个相对于太阳铁丰度的20倍，连同一个非常低的Mg/Fe丰度比：$[\mathrm{Fe/H}]=+1.36\pm0.19$和$[\mathrm{Mg/Fe}]=-1.11\pm0.12$，只有7亿年后的大爆炸。我们的结论是，这样一个不寻常的丰度功能不能解释的化学演化的标准观点，认为只有从典型的超新星的贡献。虽然在Pop III IMF的高质量端仍然存在不确定性，但在这里，我们提出ULAS J1342+0928中大量的铁是由一颗大质量Pop III恒星爆炸引起的对不稳定超新星（PISN）提供的，该恒星的高质量端可能在150-300 $M_\odot$范围内。基于初始PISN富集的化学演化模型很好地解释了[Fe/Mg]- $z$从$z < 3$到$z = 7.54$的趋势。我们预测，在所有金属丰度非常低的[Mg/Fe]恒星隐藏在银河系中…
2022-07-25 astro-ph.GA
Nitrogen-Loud Quasars from the Dark Energy Spectroscopic Instrument. II. Broad-Line Region Metallicity and Relative Nitrogen Enrichment
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；Technology and Engineering Center for Space Utilization, Chinese Academy of Sciences（中国科学院空间应用工程与技术中心）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文学院）；Key Laboratory for Particle Astrophysics, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所粒子天体物理重点实验室）
本研究分析121个氮强发射类星体，发现其宽线区整体金属丰度较高且相对氮丰度增强，两者部分脱钩，为理解核环境异常丰度模式提供高金属丰度实验室。
2026-09-15 astro-ph.GA
From sub-solar to super-solar chemical abundances along the quasar main sequence
本文基于4D Eigenvector 1序列证明1型AGN宽线区金属丰度沿类星体主序列从次太阳增至数十倍太阳值，并指出高爱丁顿比下的类星体外流可能化学富化宿主星系。
2024-01-04 astro-ph.GA
A Candidate Tidal Disruption Event in a Quasar at z=2.359 from Abundance Ratio Variability
一小部分类星体在其光谱中显示出异常高的氮碳比（N/C）。这些“富氮”类星体是一个长期存在的谜团，因为它们的星际介质意味着恒星星族具有异常高的金属丰度。最近有人提出富氮类星体可能是由超大质量黑洞对恒星的潮汐扰动事件（TDEs）引起的。在超太阳质量恒星中，由于碳-氮-氧循环，氮的快速增加和碳的快速消耗，自然会产生高的N/C。然而，TDE假说预测N/C应该随时间而变化，这是迄今为止从未观察到的。在这里，我们报告了第一个富氮类星体的发现与快速N/C的变化，可能是由TDE造成的。两个相隔1.7年的光谱显示N III]λ1750/C III]λ1909的强度比衰减了~86%+/-14%（1 σ）。光学（静止帧紫外）光变曲线和X射线观测定性与TDE假设一致;虽然，时间基线缺乏明确的证据。将单天体发现置于背景下，对约80个已知的富氮类星体的高质量档案光谱的统计分析显示，在>1年的时间尺度上（静止框架），N/C降低的证据（在5σ显著性水平）和恒定的电离水平（由C III λ1909/C IVλ1549强度比表示）。如果得到证实，我们的研究结果证明了通过丰度比变化识别类星体中TDE候选者的方法，为即将到来的大规模时域光谱调查打开了一个新的TDE观测窗口。
2018-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Frequency and Abundance of Binary sUpermassive bLack holes from Optical Variability Surveys (FABULOVS): Hubble Space Telescope Imaging of Radial-Velocity Selected Binary Candidates
本文利用HST/WFC3 IR成像检验8个径向速度偏移选出的亚秒差距双超大质量黑洞候选体，发现其宿主形态扰动比例与普通类星体无统计差异。
2025-05-16 astro-ph.GA
Chemical enrichment and accretion of nitrogen-loud quasars
给出了12个z ~ 2.2的氮噪类星体的静止坐标光谱，它们的静止坐标紫外光谱显示出强的氮宽发射线。为了研究它们的窄线区（NLR）金属丰度，我们测量了[OIII]5007发射线的等效宽度（EW）：如果NLR金属丰度非常高，如强紫外氮线所示，[OIII]5007线通量应该非常小，因为电离气体的平衡温度低，这是由于显着的金属冷却。结果表明，我们的光谱显示出类似于一般类星体的[OIII]5007线的中等EW。这表明氮大声类星体在NLR中没有非常富含金属的气体云。这表明宽线区（BLR）的强氮线起源于相对于氧的氮丰度异常高，而没有非常高的BLR金属丰度。这一结果表明，在某些情况下，氮的宽发射谱线不是BLR金属丰度的良好指标。另一方面，我们还调查维里黑洞的质量和爱丁顿比使用我们的样本的Hbeta和CIV 1549线。结果，我们发现氮噪类星体的黑洞质量和爱丁顿比相对于正常类星体有低和高的趋势，这表明氮噪类星体似乎处于快速吸积阶段。这可以用类星体的爱丁顿比和氮丰度之间的正相关来解释，这可能是由于质量吸积到黑洞和核恒星形成之间的联系造成的。
2017-09-20 astro-ph.GA
Constraints on the Abundance of PBHs from X-ray Quasar Microlensing Observations: Substellar to Planetary Mass Range
本研究利用X射线类星体微引力透镜观测约束透镜星系中低质量黑洞丰度，发现亚恒星质量黑洞贡献可忽略，并给出其对暗物质占比的新上限。
2023-07-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing Structure in Cold Gas at $z \lesssim 1$ with Gravitationally Lensed Quasar Sight Lines
引力透镜类星体（GLQ）的吸收光谱可以研究前景星系的星际和/或环星系介质的空间变化。我们报告了4个GLQ的观测结果，每个GLQ都有两个相隔0.8-3.0”的图像，在它们的光谱中，在红移0.4 $<$ $z_{abs}$ $<$ 1.3处显示出强吸收体，包括一些在透镜红移处的碰撞参量1.5-6.9 kpc。我们使用HST STIS测量了五个吸收器（共10条视线）中每条视线的H I莱曼线，并使用麦哲伦Echellette或斯隆数字巡天测量了金属线。我们的数据增加了一倍的透镜星系样本的测量H I柱密度（$N_{\rm H I}$）和金属丰度沿多个视线。我们的数据，结合文献，显示没有强的相关性之间的绝对值的差异$N_{\rm H I}$，$N_{\rm Fe II}$，或[Fe/H]和视线分离在吸收红移分离0-8 kpc。估计的丰度梯度显示出与星系中心丰度的初步反相关性。一些透镜星系显示出反向的梯度，这可能暗示了贫金属气体的合并或下落造成的中心稀释。[Fe/H]的测量和质量估计GLQ天体测量表明，透镜星系低于总质量金属丰度关系的早期型星系，以及测量类星体星系对和引力透镜星系在可比的红移。这种差异可能部分来自粉尘中Fe的贫化。需要对更多GLQ吸收体的H和金属（特别是未耗尽元素）进行更高分辨率的测量，并需要精确的透镜红移来证实这些趋势。
2019-10-23 astro-ph.GA
VLT/UVES observations of peculiar alpha abundances in a sub-DLA at z ~ 1.8 towards the quasar B1101-26
利用ESO甚大望远镜（VLT）上的紫外可见中阶梯光谱仪（UVES）观测到的超高分辨率（R ~ 75，000）和高信噪比（S/N >100）光谱，对类星体B1101-26的亚阻尼莱曼α吸收体（Z=1.839）中的化学丰度进行了详细的分析。吸收线轮廓被分解成最大的11个速度分量，跨越静止帧速度范围为200 km/s。检测到的离子包括CII、CIV、NII、OI、MgI、MgII、AlII、AlIII、SiII、SiIII、SiIV、FeII和可能的SII。总中性氢柱密度为log N（HI）= 19.48 +/- 0.01。从测量的柱密度和多普勒参数，我们估计元素丰度的上述元素。通过[OI/HI]追踪的总体金属丰度为-1.56 +/- 0.01。对于氮氧比，我们推导出[NI/OI] <-0.65的上限，这表明化学上年轻的吸收线系统。这是由超太阳α/Fe比[SiII/FeII] ~ 0.5支持的。观测到的丰度模式中最显著的特征是硫氧比异常高，为0.69 < [SII/OI] < 1.26。我们计算详细的光电离模型与多云的两个子组件，并可以排除电离效应单独负责高S/O比。相反，我们推测，高S/O比是由几种效应的组合引起的，例如多相气体中的特定电离条件，重元素的异常相对丰度，和/或局部气体环境中的尘埃耗尽，这些气体环境没有很好地混合和/或可能与宿主星系中的恒星形成活动有关。我们讨论了我们的研究…
2014-09-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Ultraviolet Fe II emission in z ~ 2 quasars
我们给出了六个在z ~ 2处的发光类星体的光谱，覆盖了其余波长1600-3200埃.从光谱中获得了UV Fe II发射线和Mg II 2798双峰的通量、Mg II的线宽和3000 A的光度。在Fe II（UV）/Mg II流量比与中心黑洞质量的关系图中，我们的z ~ 2类星体中的Fe II（UV）/Mg II系统地大于低红移类星体中的Fe II（UV）/Mg II。我们认为，亮度不是造成这种过剩的原因。目前还不清楚这种过量是由于z ~ 2处的Fe丰度超过低红移还是由于非丰度效应如高气体密度、强辐射场和高微湍流速度引起的。
2009-02-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
JWST lensed quasar dark matter survey V: Hints of self-interacting dark matter from 29 quadruply imaged quasars
University of Chicago（芝加哥大学）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙学物理研究所）；University of California, Merced（加州大学默塞德分校）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）；Carnegie Observatories（卡内基观测站）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；Universidad Andres Bello（安德烈斯贝略大学）；Millennium Institute of Astrophysics, Chile（智利天体物理千年研究所）；California Polytechnic State University（加州州立理工大学）
利用 29 个四重成像类星体的透镜信号，推断出核心坍缩暗物质晕的丰度，发现数据强烈支持自相互作用暗物质而非冷暗物质，贝叶斯因子达 6:1 至 24:1。
2026-10-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dense nitrogen-enriched circumnuclear region of the new high-redshift quasar ULAS J0816+2134 at z=7.46
我们提出了新的高红移类星体ULAS J081621.47+213442.6的0.85-2.5微米发现光谱和多历元测光使用的GNIRS光谱仪的双子座北和近红外宽视场相机的4米UKIRT望远镜。从MgII 2799发射线测量的ULAS J081621.47+213442.6的红移为z=7.461。类星体的绝对星等是M1450=-25.33。利用MgII 2799线和爱丁顿吸积率估计的黑洞质量分别为~ 5 × 10^8 Msun和~0.7。ULAS J081621.47+213442.6的光谱显示出约12.5 A的静止帧等效宽度的强NIII] 1750发射线。氮的高丰度表明ULAS J081621.47+213442.6可能处于渐近巨星分支星的环核区域氮富集的峰值，预计在大部分恒星形成后约为0.25 Gyr。由高氮丰度所暗示的ULAS J081621.47+213442.6的星暴年龄表明，类星体的黑洞生长的活跃阶段可能只持续了约0.25 Gyr，这有利于一个巨大的初始黑洞种子。我们还观察到ULAS J081621.47+213442.6的紫外连续谱的通量变化，这是由视线吸收柱密度在~47 d的静止帧时间尺度上的变化引起的。造成这种变化的气体云的氢柱密度估计为N~10^{23.5} cm^{-2}，与类星体宽线区大多数中性、受引力束缚的云的典型氢柱密度一致。
2022-12-12 astro-ph.GA
Interstellar and Circumgalactic Properties of an Unseen $z=6.84$ Galaxy: Abundances, Ionization, and Heating in the Earliest Known Quasar Absorber
我们分析了在z=6.84的强吸收系统中的相对丰度和电离条件，在z=7.54的背景类星体ULAS J134208.10+092838.61的光谱中可以看到。单离子化的C，Si，Fe，Mg和Al的测量结果与温暖的中性介质是一致的，该介质是贫金属的，但不是化学上原始的。没有探测到C IV和Si IV意味着IGM或CGM的任何温暖的电离相尚未富集超过超贫金属区（<0.001 Z_{solar}），这与这些线几乎无处不在的低红移DLAs不同。大爆炸后7.94亿年重元素的相对丰度类似于中等红移的贫金属阻尼莱曼α系统和银河系晕星，并且没有证据表明[α/Fe]，[C/Fe]或其他由大质量恒星主导的产额特征。CII* 精细结构线的检测揭示了来自加热的局部激发源，超出了CMB提供的光激发水平。我们估计总的和[CII]冷却速率，平衡对ISM热源开发一个启发式的两相模型的中性介质。暗示的加热需要恒星形成的表面密度略高于银河系，但不是在一个强大的星暴的水平。对于典型的（假设的）NHI=10^{20.6}，[Fe/H]=-2.2的丰度与中性相中的物质列相匹配。为了在C IV中保持未被检测到，温暖的电离相将需要在1 kpc的吸收路径上低得多的[C/H]<-4.2，或者非常小的吸收路径（几个pc）。虽然仍然是推测性的，但这些结果表明，在ISM的中性恒星形成区域之外，重元素的富集程度显着减少，正如在银河系化学演化的…
2020-11-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
The primordial deuterium abundance at z = 2.504 from a high signal-to-noise spectrum of Q1009+2956
$z_{\rm em} = 2.63$类星体Q1009+2956的光谱在凯克望远镜上得到了广泛的观测。Lyman极限吸收系统$z_{\rm abs} = 2.504$先前由Burles & Tytler使用光谱测量D/H，该光谱在$z_{\rm abs} = 2.504$处Ly α附近的连续光谱中信噪比约为60/像素。现在可用的更大的数据集结合起来形成了一个非常高的信噪比谱，每像素约为147。几个重元素的吸收线检测在这个LLS，提供了很强的约束的运动学结构。我们探索了一套吸收系统模型，发现氘特征很可能被来自低柱密度H I云的弱插入Ly α吸收所污染，从而降低了预期的D/H精度。我们发现这个系统的D/H = $2.48^{+0.41}_{-0.35}\times10^{-5}$。将这种新的测量与文献中的其他测量相结合，并将最小二乘方法应用于15个D/H测量的统计样本，得到13个值的“可靠”样本。该样品产生原始氘丰度（D/H）$_{\rm p} = (2.545 \pm 0.025)\times10^{-5}$。对应的宇宙平均重子密度是$Ω_{\rm b}h^2 = 0.02174\pm0.00025$。类星体吸收数据与2015年CMB普朗克（TT+lowP+透镜）测量$Ω_{\rm b}h^2 = 0.02226\pm0.00023$具有相同的精度，并且略微不一致。需要进一步的类星体…
2018-04-21 astro-ph.GA
High-ionization emission line ratios from quasar broad line regions: metallicity or density?
高电离线的通量比通常被认为是亮类星体宽发射线区域的金属丰度。当占其运动学配置文件的变化，我们表明，NV/CIV，（SiIV+OIV]）/CIV和NV/Lya线比不作为类星体连续体光度，黑洞质量，或吸积率的函数而变化。使用云的光电离模型，我们进一步表明，所观察到的这些线比的变化可以解释从气体与太阳丰度的发射，如果发射气体的物理条件允许在很宽的范围内的密度和电离通量变化。类星体光谱中宽线发射的多样性可以用一个模型来解释，该模型具有来自两个运动学上不同的区域的发射，其中线比表明这些区域具有非常不同的金属丰度或密度。简单和当前的星系演化模型都表明，近太阳丰度，部分光谱形成于高密度云中，更有可能。在这个范例中，具有较强流出特征的物体显示出更强的气体发射，气体密度更大，位置更靠近电离源，半径与线驱动盘风的模拟一致。利用宽线比率推断化学富集历史的研究应在估计金属丰度之前考虑密度和电离通量的变化。
2021-06-02 astro-ph.GA
The ESO UVES Advanced Data Products Quasar Sample - IV. On the deficiency of Argon in DLA systems
本文研究了高红移星系（2 <z（abs）<4.2）的星际介质中的氩丰度，这些星系在背景类星体的光谱中被探测为阻尼的Lya吸收体（DLA）。我们使用高分辨率的类星体光谱从ESO-UVES先进的数据产品（EUADP）数据库。我们提出了3个新的测量和5个上限的ArI。我们进一步汇编了来自文献的DLAs/sub-DLA数据，并对氩和α捕获元素（S或Si）进行了测量，总共有37个系统，即迄今为止研究的最大DLA氩样品。我们确认，氩通常是缺乏的DLAs，平均值[Ar/alpha]=-0.4 +/-0.06dex（平均值的标准误差）。[Ar/alpha]比值随着NHI的增加和吸收红移的增加而呈现出弱的正趋势，随着无尘金属量[S/H]的增加而呈现出弱的负趋势。丰度比的详细分析表明，ArI电离，而不是尘埃耗尽或核合成的演变，是负责氩缺乏。总而言之，观测证据是一致的氩离子化的情况下，类星体metagalactic辐射调制本地HI自屏蔽DLA宿主星系内占主导地位。我们对氩丰度的测量和限制表明，HeII的宇宙再电离在z = 3以上完成，但在z（abs）> 3.5时需要更多的测量来探测宇宙再电离过程的最后阶段。
2014-09-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Non-equilibrium ionization in the multiphase circumgalactic medium -- impact on quasar absorption-line analyses
本文提出含时（时间相关）光致电离模型框架，研究环星系介质中快速冷却气体的非平衡电离，发现UVB设定和初始温度显著影响离子丰度比，并重新约束了高金属丰度C IV吸收系统的密度与元素丰度。
2025-07-21 astro-ph.GA
Quasars Probing Quasars VIII. The Physical Properties of the Cool Circumgalactic Medium Surrounding z ~ 2-3 Massive Galaxies Hosting Quasars
我们研究了z ~2-3类星体宿主星系周围的T ~10^4 K环星系冷介质的物理性质，预测z ~2-3类星体宿主星系将演化成今天的大质量椭圆星系。使用14个类星体对的统计样本，预测分离< 300 kpc和高色散，高S/N光谱，我们发现极端的运动学与低金属离子线通常跨越~ 500 km/s，超过任何以前研究的星系人口。CGM显著富集，甚至超过维里半径，具有中值金属丰度[M/H] ~-0.6。α/Fe丰度比增强，表明晕气体主要是由核心塌陷超新星富集。在维里半径内的冷气体质量估计为1.9*10^11太阳质量（R_ \perp /160 kpc）^[2]，约占星系晕重子收支的1/3。CGM气体的电离态随着与前景类星体的投影距离的增加而增加，这与类星体主导电离辐射通量的预期相反。然而，我们也发现了其他星系群体的CGM中没有表现出的特殊性。在一个吸收系统中，我们可能检测到未分辨的荧光Ly-alpha发射，而另一个系统显示出强的NV线。综合这些异常现象来看，至少在某些情况下，横向视线可能被照亮。我们还发现了一种特殊的情况，即探测到CII* 精细结构线意味着电子密度大于100 cm^-3，并且存在亚秒差距尺度的气体团簇。
2016-08-12 astro-ph.GA
Impact of grain size distributions on the dust enrichment in high-redshift quasars
在高红移（$z>5$）类星体中，观测到大量的尘埃（$\textstyle\sim 10^{8} \mathrm{M}_{\sun}$）。为了解释大的尘埃含量，我们专注于一种可能性，即重元素的吸积颗粒生长是主要的尘埃源。我们采用了一个适用于附近星系的化学演化模型，但利用足够的参数高$z$类星体。据推测，金属和尘埃主要由II型超新星（SNe）喷出。我们已经发现，晶粒生长强烈地依赖于晶粒尺寸分布。如果我们简单地使用从SNe喷射的颗粒的尺寸分布，则颗粒生长是低效的，因为缺乏小颗粒（即，尘埃颗粒的表面积与体积比小）。然而，如果我们考虑到星际破碎产生的小颗粒，颗粒生长的效率足以解释高$z$类星体中丰富的尘埃丰度。我们的研究结果不仅证实了晶粒生长是解释高$z$类星体中大量尘埃的必要条件，而且还表明晶粒尺寸分布对晶粒生长有着至关重要的影响。
2012-05-29 astro-ph.GA
Extreme CII emission in type 2 quasars at z~2.5: a signature of kappa-distributed electron energies?
研究了z~2.5的2型类星体扩展窄线区单电离碳1335 A和2326 A线的通量比。我们发现观测到的CII 1335 / CII] 2326通量比，这是不敏感的C/H丰度比，往往是几倍高于使用太阳金属丰度和麦克斯韦-玻尔兹曼电子能量分布的典型AGN光电离模型预测。我们研究了几种可能的解决方案，这种差异：低气体金属，冲击电离，连续荧光，和卡帕分布的电子能量。虽然我们不能明确区分几个建议的解决方案，我们认为，卡帕分布给出了更自然的解释。我们还提供了一个网格的活动星系核光电离模型使用卡帕分布的电子能量。
2014-04-25 astro-ph.GA
SHARP -- VII. New constraints on the dark matter free-streaming properties and substructure abundance from gravitationally lensed quasars
本文分析了七个强引力透镜类星体，并讨论了它们对暗物质性质的限制。我们的结果是通过使用平滑宏观模型和质量范围为10^6至10^9 Msun的低质量晕群的组合对透镜图像位置和通量比进行建模而得出的。我们的透镜模型明确包括高阶复杂性的恒星盘和发光卫星的形式，以及低质量的晕位于沿观测视线的第一次。在冷暗物质（CDM）宇宙学假设下，我们推断出亚结构中的平均总质量分数为f_sub = 0.012^{+0.007}-0.004}（68%置信限），这与CDM流体动力学模拟的预测值在1 σ以内是一致的。这一结果比以前不包括视线晕的研究更接近预测。在热遗迹暗物质模型的假设下，我们推导出m_th > 5.58 keV（95%置信限）的粒子遗迹质量的下限，这与最近对Ly-alpha森林的分析得出的m_th > 5.3 keV的值是一致的。我们还确定了可能的系统误差的两个主要来源，并得出结论，在透镜星系的复杂结构以及背景源的大小进行更深入的调查应该是这个领域的优先事项。
2019-12-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
FeII emission in NLS1s -- originating from denser regions with higher abundances?
类星体主序的解释是近年来的一个前沿课题。考虑了宽线区（BLR）高度扁平的轴对称几何形状对与类星体沿其主序星分布相关的参数的影响。我们利用光电离代码云模型的BLR，假设“不恒定”维里因子与视角的强烈依赖。我们显示的初步分析结果，突出的共同依赖的特征向量1参数，R $_{\mathrm{FeII}}$上的广泛H $β$半高宽（即线色散）和倾斜角（$θ$），假设固定值的爱丁顿比（$\mathrm{L_{bol}}/\mathrm{L_{Edd}}$），黑洞质量（$\mathrm{M_{BH}}$）和光谱能量分布（SED）的形状。我们考虑四种情况下，不断变化的云密度（n $\rm{_{H}}$）和成分。了解FeII发射区是至关重要的，因为这方面的知识可以扩展到使用类星体作为宇宙学的距离指标。
2019-12-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Chemical abundances along the quasar main sequence
本研究结合新数据与已发表结果，通过多分量分析和光致电离模拟，发现沿类星体 4D E1 主序列存在金属丰度的系统性变化，并证实高爱丁顿比低红移 AGN 具有极端金属丰度。
2024-05-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Metallicity in Quasar Broad Line Regions at Redshift $\sim$ 6
高红移类星体中的宽线区（BLR）提供了早期宇宙化学富集的关键信息。本文研究了33个红移为$5.7<z<6.4$的类星体的BLR金属丰度。利用Gemini望远镜获得的类星体的近红外光谱，我们测量了它们的静止坐标系紫外发射线通量并计算了通量比。然后，我们估计BLR金属丰度与经验校准的基础上光电离模型。我们样品的推断中值金属丰度是太阳值的几倍，表明BLR气体在$z\sim6$高度富集金属。我们比较我们的样品与一个低红移的类星体样品具有相似的光度，并没有发现证据红移演化类星体BLR金属丰度。这与以前的研究是一致的。Fe II $/$ Mg II的通量比，代表Fe $/α$元素丰度比，也没有显示红移演化，进一步支持在$z\sim6$快速形成核恒星。我们还发现在$z\sim6$的黑洞质量-BLR金属丰度关系与在$2<z<5$测得的关系是一致的，这表明我们的结果是没有偏见的选择效应，由于这种关系。
2021-12-14 astro-ph.GA
The Interstellar Medium Properties of Heavily Reddened Quasars & Companions at z~2.5 with ALMA & JVLA
我们研究了位于$z\sim2.5$的三个严重变红类星体以及这些类星体附近的三个毫米亮伴星系的星际介质（ISM）性质。新的JVLA和ALMA观测约束了CO（1-0），CO（7-6）和[CI] $^3$ P $_2-^3$ P $_1$谱线发射以及远红外到射电连续谱。气体激发和物理性质的ISM的约束，通过比较我们的观察光解离区（PDR）模型。我们高红移类星体中的ISM由非常高密度的高温气体组成，这些气体已经高度富集了碳等元素。我们的类星体主机之一被证明是一个紧密分离（$<$ 2 arcsec）的主要合并与不同的线发射性质的毫米明亮的星系和类星体组件。因此，用于评估类星体激发特性的高红移类星体的低角分辨率观测应谨慎解释，因为它们可能在不同ISM条件下对多个分量进行平均。我们的类星体和它们的伴星系显示出一系列的CO激发特性，涵盖了从星暴状到类星体状的光谱线能量分布。我们比较气体质量的基础上CO，CI和粉尘排放，并发现，这些可以不同意时，标准的假设是关于值的$α_{\rm{CO}}$，气尘比和原子碳丰度。我们的结论是，我们的类星体和他们的同伴星系的ISM属性是不同的，可能会在空间上变化，在整个范围内的这些复杂的合并系统。
2018-05-31 astro-ph.GA
JWST lensed quasar dark matter survey IV: Stringent warm dark matter constraints from the joint reconstruction of extended lensed arcs and quasar flux ratios
University of Chicago（芝加哥大学）；University of California, Merced（加州大学默塞德分校）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Stony Brook University（石溪大学）；Carnegie Institution for Science（卡内基科学机构）；University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；The University of Tokyo（东京大学）
本文通过JWST MIRI观测数据，利用强引力透镜四象限成像的观测结果，对暗物质的自由流长度和子晕数量进行了测量，并通过联合重建扩展的强引力透镜弧和类星体流量比，获得了更精确的暗物质约束。
2026-07-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
High Metal Content of Highly Accreting Quasars: Analysis of an Extended Sample
我们提出了一个中等红移的类星体的紫外光谱分析，被认为是属于极端的人口A（xA），旨在估计宽线发射气体的化学丰度。我们按照以前的工作中所描述的方法，将样本扩展到42个源。我们的目的是测试之前进行的分析的鲁棒性，以及确认本次调查的两个最有趣的结果：非常高的太阳金属丰度的证据，以及相对于太阳值的元素相对丰度的偏差。我们的分析的基础是在以1900、1550和1400 A为中心的光谱的三个区域中的多组分拟合，以使Al III 1860、CIII 1909、CIV 1549、He II 1640和Si IV 1397 +OIV 1402的宽组分及其蓝色过量去混合。通过比较观测到的这些组分的通量比与光电离代码CLOUDY预测的相同比率，我们发现维里化气体（宽组分）的金属丰度Z高于10 Z $_\odot$。对于非维里化的云，我们推导出一个下限的金属丰度周围的$\sim$ 5 Z $_\odot$的化学成分成正比的假设下，太阳的，证实了以前的结果。我们特别依赖于金属线和HeII1640之间的比率。这使我们能够确认来自铝和硅以及碳线的太阳尺度金属丰度的系统差异，第一个是2倍。对于以高速率吸积的发光类星体，高Z值是可能的，但Z标度值受到与环核恒星形成相关的高浓缩气体可能造成的污染的影响。高Z值表明一个复杂的过程，涉及核和环核恒星的形成，核致密物体和吸积盘之间的相互作用，可能与吸积改性恒星的形成。
2022-08-04 astro-ph.GA
Physical properties of 15 quasars at $z\gtrsim 6.5$
类星体是拥有吸积超大质量黑洞的星系;由于它们的亮度，它们是早期宇宙的独特探测器。到目前为止，在$z > 6.5$（大爆炸后$<$ 8亿年）只有少数类星体被报道。在这项工作中，我们提出了六个额外的$z \gtrsim 6.5$类星体发现使用泛星1调查。我们使用了15个$z \gtrsim 6.5$类星体的样本，对这个最高红移的类星体群体进行了均匀和全面的分析。我们报告四个主要结果：（1）大多数$z\gtrsim$ 6.5类星体的CIV 1549 $\,$宽发射线与类星体的系统红移相比有较大的蓝移，$\sim$的中值为3 $\times$，高于$z\sim$ 1的类星体样品;（2）我们估计了类星体的黑洞质量（M $\rm_{BH}\sim$ 0.3 $-$ 5 $\times$ 10 $^{9}$ M $_{\odot}$）通过模拟MgII 2798 μ $\,$发射线和静止帧UV连续谱;我们发现高红移的类星体吸积它们的物质（使用$\langle (L_{\mathrm{bol}}/L_{\mathrm{Edd}}) \rangle = 0.39$），速率与较低$-$红移的光度匹配样品相当，尽管具有显著的散射（3）没有发现Fe Ⅱ/Mg Ⅱ丰度比随宇宙时间的演化;结合最近工作中对$z\sim6$类星体的测量，我们证实了类星体近区尺寸随红移减小的浅演化。最后，我们提出了新的毫米观测[CI…
2017-10-03 astro-ph.GA
Chemical abundances of damped Lyman alpha systems in the XQ-100 survey
XQ-100巡天利用X-Shooter摄谱仪提供了100个红移3-4.5类星体的高信噪比光谱。给出了XQ-100样品中41个阻尼莱曼α系统（DLA）中13个元素的金属丰度，并对各种DLA类的丰度进行了调查。XQ-100 DLA样本包含5个距离宿主类星体5000 km/s以内的DLA（近距离DLA; PDLA），以及3个视线，其中两个DLA沿着同一视线距离10，000 km/s以内（多个DLA; MDLA）。结合文献中先前的观察，我们证明了logN（HI）<21.0的PDLA显示出较低的[S/H]和[Fe/H]（相对于具有类似红移和N（HI）的介入系统），而在logN（HI）>21.0的PDLA中观察到较高的[S/H]和[Si/H]。这些丰度差异与它们与宿主类星体的视线速度分离以及金属线的速度宽度（v90）无关。与以前的研究相反，MDLA显示相对于在金属丰度和红移中匹配的单个DLA，[α/Fe]没有差异。此外，我们提供了J 0034 +1639的后续UVES数据，该视线包含三个DLA，包括一个贫金属DLA，[Fe/H]=-2.82（迄今为止确定的DLA中第三低的[Fe/H]），z=4.25。最后，我们研究了尘埃校正的[Zn/Fe]，强调X-Shooter的近红外覆盖范围提供了前所未有的MgII，CaII和TiII线（在红移3-4），以提供更多的证据为太阳下[Zn/Fe]比在DLAs。
2016-09-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Quasar Host Galaxies and the $M_{SMBH}$ - $σ_{*}$ Relation
利用单历元维里方法，分析了类星体深光谱中探测到的发射谱线轮廓，推导了类星体超大质量黑洞的质量。我们的样本包括6个射电大声类星体和4个射电安静类星体。我们仔细地为H $β$（10个对象）和H $α$区域（5个对象）中的每条发射线拟合宽和窄的高斯分量。一个非常好的协议派生SMBH质量，$M_{\rm SMBH}$，发现使用拟合的宽H $β$和H $α$发射线。我们将我们的$M_{\rm SMBH}$结果与以前的研究结果进行了比较。研究了类星体的$M_{\rm SMBH}$与宿主星系的恒星速度色散$σ_{*}$之间的关系。我们使用测量的$M_{\rm SMBH}$和$σ_{*}$来研究无线电大声子样本和无线电安静子样本的$M_{\rm SMBH}$ - $σ_{*}$关系。除了散射，我们发现一个很好的协议之间的射电安静类星体和活动星系核+静止星系和射电大声类星体和活动星系核。我们的分析不支持使用$σ$（[O III] $λ$ 5007）作为替代的恒星速度分散在高质量，高光度类星体的假设。我们还研究了类星体宿主星系的5 GHz射电连续光度$L_{\rm~5\,GHz}$与$M_{\rm SMBH}$和$σ_{*}$的关系。我们没有发现任何相关性之间的$L_{\rm 5\,GHz}$和$M_{\rm SMBH}$，虽然我们观察到一种趋势，即具有较大的恒星速度色散的星系有较大的$L_{\rm …
2016-12-02 astro-ph.GA
Carbon-loud SDSS BOSS QSO2s at z > 2: High density gas or secondary production of Carbon?
本文研究了斯隆数字巡天III重子振荡光谱巡天中145个II型类星体（QSO 2）的紫外线发射线比，并与具有气体密度、气体化学丰度和电离参数的活动星系核（AGN）光电离模型网格进行了比较。大多数类星体都是“碳大声”的，Civ/He ii的比值在窄线区域异常高，这意味着气体密度高于预期（>10^6 cm^-3）和/或相对碳丰度明显高于太阳。我们还发现，在我们的大多数样本中，太阳或超太阳氮丰度和金属丰度是必需的，物体之间可能存在显着差异。与具有相似红移（HzRGs; z > 2）的射电星系相比，类星体2的NV/HeII、CIV/HeII和CIII]/HeII偏高，表明系统性更高的气体密度和/或系统性更高的C和N丰度。我们没有发现任何证据表明这两种类型的对象之间的N/C丰度比的系统差异。NIV]/CIV比值的分散意味着类星体2和HzRG之间N/C丰度比值的显著分散，这与天体之间化学富集历史的差异相一致。有趣的是，我们发现对N和C都采用次要行为解决了长期存在的“NIV]问题”。类星体2和HzRGs的一个子集似乎也是“硅响”的，SiIII]相对通量表明Si/C和Si/O比它们的太阳值高一个数量级。最后，我们提出了新的紫外线标准，以选择真正的类星体低密度窄线区域。
2020-07-26 astro-ph.GA
Circumnuclear Molecular Gas in Low-redshift Quasars and Matched Star-forming Galaxies
环核气体盘（CND）中的一系列引力不稳定性是触发气体向中心超大质量黑洞（SMBH）输运并点燃活动星系核（AGN）的必要条件。这种情况下的一个测试是调查是否增强分子气体质量表面密度（$Σ_{\rm mol}$）被发现在类星体相对于不活跃星系的比较样本的CND尺度。在这里，我们进行了亚kpc分辨率CO（2-1）的观测与ALMA的四个低红移（$z \sim 0.06$），发光（$\sim 10^{45}$ erg s $^{-1}$）类星体，每个匹配到一个不同的恒星形成星系，具有类似的红移，恒星质量和恒星形成率。我们在所有的类星体中都探测到了CO（2-1）辐射，这些类星体表现出不同的形态。与预期相反，从CO（2-1）光度计算的类星体样本的$Σ_{\rm mol}$往往小于$r < 500$ pc的比较样本;在我们的类星体中，$Σ_{\rm mol}$没有系统的增强。我们讨论了四种可能的情况，可以解释类星体在CND尺度下的较低分子气体含量（或CO（2-1）光度作为实际观测值），即，活动星系核驱动的外流、富含气体的微小合并、星爆阶段和类星体阶段的开始之间的时间延迟，以及X射线支配区（XDR）对气体化学丰度和激发的影响。虽然在文献中没有广泛讨论，XDR效应可能会对分子质量测量产生影响，特别是在发光类星体核附近;因此，需要考虑使用ALMA进行更高分辨率的分子气体观测。
2020-07-06 astro-ph.GA
Predicting the Yields of $z$ > 6.5 Quasar Surveys in the Era of Roman and Rubin
本研究预测Roman和Rubin望远镜高红移类星体巡天将获得更多更深的类星体样本，验证了其发现早期暗弱类星体的能力，为后续研究早期宇宙超大质量黑洞生长提供支撑。
2023-08-23 astro-ph.GA
Element Abundances in a Gas-rich Galaxy at z = 5: Clues to the Early Chemical Enrichment of Galaxies
高红移类星体吸收体中的元素丰度提供了对遥远星系化学富集的极好探测，并且可以限制第三族和早期第二族恒星的模型。最近的观测表明，在红移0 $<$ $z$ $<$ 3处，次阻尼莱曼-α（sub-DLA）吸收体比DLA吸收体更富含金属。也有人提出，DLA金属度在$z$ $>$ 4.7时突然下降。然而，只有3个位于$z$ $>$ 4.5的DLA和没有位于$z$ $>$ 3.5的DLA具有未贫化元素的“无尘”金属丰度测量值。我们报告的第一个类星体子DLA金属丰度测量在$z$ $>$ 3.5，从探测到的高分辨率数据中的子DLA在$z$ =5.0的未耗尽的元素。我们得到相当强大的C，O，Si和Fe的丰度，使用线以外的莱曼α森林。该吸收剂是贫金属的，O/H]=-2.00 $\pm$ 0.12，这比从$z$ $<$ 3.5亚DLA的趋势外推所预期的水平低$\gtrsim$ 4 $σ$。C/O比比太阳低1.8 $^{+0.4}_{-0.3}$倍。更引人注目的是，Si/O比太阳低3.2倍，而Si/Fe几乎是太阳的（$^{+0.6}_{-0.5}$倍）。这种吸收剂没有显示出明显的α/Fe增强。尘埃的消耗可能比银河系星际介质中常见的情况从气相中去除了更多的硅，如果高红移超新星形成更多富含硅酸盐的尘埃，这可能是可以预期的。C/O和Si/O在不同的速度分量之间变化很大，表明尘埃耗尽和/或早期恒星核合成的空间变化（…
2016-07-25 astro-ph.GA
The ESO UVES Advanced Data Products Quasar Sample - III. Evidence of Bimodality in the [N/alpha] Distribution
我们在这里报告的氮和$α$ -捕获元素（O，S和Si）的丰度在18阻尼赖氨酸$α$吸收剂（DLAs）和子DLAs从ESO-UVES先进数据产品（EUADP）数据库的研究。我们报告了9个新的测量值，5个上限和4个下限的氮，当编译与现有的氮测量从文献中，使一个样本的108个系统。此处提供的扩展样本证实了先前研究中提出的[N/ $α$ ]双峰行为。四分之三的系统显示$\langle$ [N/ $α$ ] $\rangle=-0.85$（$\pm$ 0.20 dex），四分之一的比率聚集在$\langle$ [N/ $α$ ] $\rangle= -1.41$（$\pm$ 0.14 dex）。高[N/ $α$ ]高原与矮不规则和蓝色致密矮星系的HII区域一致，但扩展到较低的金属丰度，可以解释为中等质量恒星的初级氮生产的结果。低[N/ $α$ ]值是在任何天体物理学站点观测到的最低值。尽管如此，用本仪器可以测量更低的值，但我们没有发现它们低于[N/ $α$ ] $\approx$ $-1.7$。这表明在[N/ $α$ ]丰度中存在一个底，这与N和Si的同步增加一起可能表明在相对年轻或未演化的系统中快速旋转的大质量恒星的主要氮生产。
2014-07-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
High metal content of highly accreting quasars
本文分析了13个极端星族A（xA）类星体的紫外光谱，目的是估算宽谱线发射气体的化学丰度。金属丰度估计宽线发射气体的类星体受到一些警告，虽然目前的数据表明的可能性增加沿类星体的主要序列随着突出的光学Fe II的排放。具有最强Fe II发射的极端星族A源相对于类星体的一般星族有几个优势，因为它们的光学和紫外发射线可以解释为在不同物理条件下，类星体静止坐标系下的低电离分量（来自维里化气体）加上蓝移过量（盘风）的总和。具体而言，在电离参数，云密度，金属丰度和柱密度。利用这些结果，我们分析了组件在休息帧和蓝移的，利用依赖性（几个强度线比对金属丰度$Z$）。我们发现，强度线比作为金属丰度指标的有效性取决于物理条件。我们应用测得的诊断比来估计源的物理性质，如密度，电离和气体的金属丰度。我们的研究结果证实，这两个地区（低电离分量和蓝移过剩）的不同的动力学条件也表现出不同的物理条件，并建议金属丰度值是高的，可能是最高的类星体主序列，与$Z \gtrsim 10 Z_{\odot}$。我们发现了一些证据，相对于碳过剩的铝，可能是由于选择性富集的宽线发射气体的超新星喷出物。
2021-02-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
The luminosity function and clustering of bright quasars in the FLAMINGO cosmological simulations
Leiden University（莱顿大学）；The Australian National University（澳大利亚国立大学）；Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森天体物理中心）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Lorentz Institute for Theoretical Physics, Leiden University（莱顿大学洛伦兹理论物理研究所）
FLAMINGO模拟通过引入光度散射改进了亮类星体光度函数和聚类的观测一致性，但仍存在高红移聚类强度低估的问题。
2026-02-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Demographics of z ~ 6 Quasars in the Black Hole Mass-Luminosity Plane
利用100多个5.7 < z < 6.5的类星体样本研究了黑洞质光平面中z ~ 6宽线类星体的人口统计学。这些类星体有很好的量化选择功能，其中近三分之一也有维里BH质量估计近红外光谱。我们使用前向模型的参数化的BH质量和爱丁顿比的内在分布，并考虑到样品的流量限制和测量的不确定性的BH质量和光度。我们发现由于测量的不确定性和样品通量限制的数量的内在和观察到的分布之间的显着差异。也有边缘证据表明，维里BH质量容易受到正的光度依赖性偏差的影响（当光度高于平均值时，BH质量被高估），并且平均爱丁顿比随着BH质量的增加而增加。我们的模型对z ~ 6黑洞的质量函数提供了可靠的约束，在M_BH > 10^8.5 M_Sun时，丰度的中值1-sigma不确定度为~0.5 dex。M_BH > 10^8.5 M_Sun类星体的内禀爱丁顿比分布可用依赖于质量的Schechter模型近似，在log（L_bol/L_Edd}）~-0.9附近有一个宽峰.我们还发现，在4.5 < z < 6时，质量较大的黑洞的数密度随着红移的增加而下降得更快，这与以前报道的2.5 < z < 4.5时的趋势相反。
2022-10-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
