Observations of $z \gtrsim 6$ quasars provide information on the early phases of the most massive black holes (MBHs) and galaxies. Current observations at sub-mm wavelengths trace cold and warm gas, and future observations will extend information to other gas phases and the stellar properties. The goal of this study is to examine the gas life cycle in a $z \gtrsim 6$ quasar: from accretion from the halo to the galaxy and all the way into the MBH, to how star formation and the MBH itself affect the gas properties. Using a very-high resolution cosmological zoom-in simulation of a $z=7$ quasar including state-of-the-art non-equilibrium chemistry, MBH formation, growth and feedback, we investigate the distribution of the different gas phases in the interstellar medium across cosmic time. We assess the morphological evolution of the quasar host using different tracers (star- or gas-based) and the thermodynamic distribution of the MBH accretion-driven outflows, finding that obscuration in the disc is mainly due to molecular gas, with the atomic component contributing at larger scales and/or above/below the disc plane. Moreover, our results also show that molecular outflows, if present, are more likely the result of gas being lifted near the MBH than production within the wind because of thermal instabilities. Finally, we also discuss how different gas phases can be employed to dynamically constrain the MBH mass, and argue that resolutions below $\sim 100$ pc yield unreliable estimates because of the strong contribution of the nuclear stellar component to the potential at larger scales.
Multiphase quasar-driven outflows in PG 1114+445. I. Entrained ultra-fast outflows
近几十年的大量证据表明，超大质量黑洞（SMBH）的流出流在星系演化中起着重要作用，在许多Seyfert星系和类星体的光谱中，经常发现大尺度流出流（WA）和快盘风（UFO），它们之间存在着相关性。最近探测到的低电离和低柱密度外流，但具有与UFO相当的高速度，挑战了这种最初可能的相关性。对活动星系核中UFO的观测表明，它们的能量可能足以对星际介质（ISM）产生影响。然而，内部高电离外流和ISM之间的相互作用的观测证据仍然缺失。我们在这里提出的光谱分析的12 XMM牛顿/EPIC档案观测的类星体PG 1114+445，旨在研究复杂的流出性质的吸收体。我们的分析揭示了三个吸收结构的存在。我们发现一个WA与速度$v\sim530$ km s $^{-1}$，电离$\logξ/\text{erg cm s}^{-1}\sim0.35,$和柱密度$\log N_\text{H}/\text{cm}^{-2}\sim22$，和一个UFO与$v_\text{out}\sim0.145c$，$\logξ/\text{erg cm s}^{-1}\sim4$，和$\log N_\text{H}/\text{cm}^{-2}\sim23$。我们还发现了一个额外的吸收剂在软X射线（$E<2$千电子伏）与速度相当的UFO（$v_\text{out}\sim0.120c$），但电离（$\logξ/\text{e…
Down-the-barrel observations of a multiphase quasar outflow at high redshift: VLT/X-shooter spectroscopy of the proximate molecular absorber at z=2.631 towards SDSS J001514+184212
Kinematically Coherent Multiphase Galactic Winds in Star-Forming Galaxies Revealed by Unified Radiative Transfer Modeling of UV Emission and Absorption Lines
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Max-Planck Institute for Astrophysics（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；Universität Heidelberg（海德堡大学）；Northwestern University（西北大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）
Kinematics of H I and O VI Absorbers: Insights into the Turbulence Driver of the Multiphase Circumgalactic Medium
Tsinghua University（清华大学）；The University of Chicago（芝加哥大学）；Peking University（北京大学）；Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Astronomisches Rechen-Institut（海德堡大学天文中心，天文计算研究所）
A Complex Multiphase DLA Associated with a Compact Group at z=2.431 Traces Accretion, Outflows, and Tidal Streams
作为我们的计划的一部分，以确定主机星系已知z=2-3 MgII吸收与凯克宇宙网络成像仪（KCWI），我们发现了一个紧凑的组产生一个z=2.431 DLA与超强MgII吸收类星体场J234628+124859。该星系群由四个恒星形成星系组成，它们之间的距离在8-28 kpc之间，$v\sim40-340$和$^{-1}$之间的距离为$v\sim40-340$ km s，在深HST成像中潮汐流很弱。群几何中心距离类星体D=25 kpc（每个星系D=20-40 kpc）。星系G1在这一星系群中占主导地位（$1.66L_{\ast}$，${\rm SFR}_{\rm FUV}=11.6$ M $_{\odot}$ yr $^{-1}$），而G2，G3和G4的质量较小（$0.1-0.3L_{\ast}$，${\rm SFR}_{\rm FUV}=1.4-2.0$ M $_{\odot}$ yr $^{-1}$）。使用VLT/UVES类星体光谱覆盖HI莱曼系列和金属线，如镁II，硅III，和CIV，我们的特点是沿视线的运动结构和物理条件与云的云多相贝叶斯建模。吸收系统具有总$\log(N(HI)/{\rm cm}^{-2})=20.53$和$N(HI)$加权平均金属丰度$\log(Z/Z_{\odot})=-0.68$，具有非常大的MgII线宽$Δv\sim700$ km s $^{-1}$。…
Modelling the gas kinematics of an atypical Lyman-alpha emitting compact dwarf galaxy
恒星形成致密矮星系（CDG）类似于宇宙中第一个星系的预期原始条件，是测试原始星系形成和演化模型的最佳系统。在这里，我们报告这样的CDG之一，Tololo 1214-277，它提出了一个广泛的，单峰的，高度对称的赖氨酸$α$发射线，至今逃避理论解释。在本文中，我们第一次重现这些线功能与两个不同的物理动机的运动学模型：一个星际介质组成的外流团块与随机运动和均匀的气体球进行固体旋转。多相模型需要$54.3\pm 0.6$ km s $^{-1}$的块速度色散，流出$54.3\pm 5.1$ km s $^{-1}$，而整体旋转速度被约束为$348^{+75}_{-48}$ km s $^{-1}$。我们认为，从多相模型的结果提供了一个正确的解释数据。在这种情况下，团块的速度色散意味着动力学质量为$2\times 10^{9}$ M $_{\odot}$，是重子质量的10倍。如果Tololo 1214-277未来的运动学图证实了多相模型所建议的速度，它将提供额外的支持，以期望这样的运动学状态在原始星系，打开机会，使用本文提出的模型和方法，以限制在Ly- $α$发射星系的早期世代的恒星形成和反馈的物理。
Kinematics and Dynamics of Multiphase Outflows in Simulations of the Star-Forming Galactic ISM
由恒星反馈产生的星系外流在本质上是多相的。观测和模拟都表明，在银河系盘中面的几千秒差距内的物质是由嵌入在热风中的暖云组成的。从理论上理解外流现象，包括风和喷泉流，需要研究热相之间的相互作用。我们开发了一种方法来量化这些相互作用，通过测量的质量，动量和能量通量交换使用时间和空间平均量和守恒定律。我们将这种方法应用于恒星形成ISM MHD模拟的基础上TIGRESS框架，太阳邻域条件。为了评估阶段之间的相互作用的程度，我们首先检查"弹道模型“的有效性，该模型预测了被视为非相互作用云的暖相（$5050\,\rm{K}<T<2\times10^4\,\rm{K}$）的轨迹。该模型在中等垂直速度（$ 50$ km s $^{-1}$ $\lesssim |v_z| \lesssim 100 $ km s $^{-1}$）下是成功的，但在较高速度下，我们观察到与弹道模型相比，模拟的温暖流出量过多。高速中温（$2\times10^4\,\rm{K}<T<5\times10^5\,\rm{K}$）气体的冷却不能完全解释这种差异。通过考察质量、动量和能量的通量，我们得出结论，热相通过中间相的冷却获得质量，而动量从热相（$T>5\times10^5\,\rm{K}$）转移到热相。来自热流出的大的能量通量被转移到温暖和中间阶段，并迅速辐射出去。一个简单的相互作用模式意味着喷泉流中的有效暖云尺寸为几个100…
Constraining the geometry and kinematics of the quasar broad emission line region using gravitational microlensing. II. Comparing models with observations in the lensed quasar HE0435-1223
Kinematic Stratification in Extremely Red Quasars Revealed by JWST
The Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Florida Gulf Coast University（佛罗里达海湾海岸大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；University of California, Riverside（加利福尼亚大学河滨分校）；University of California, San Diego（加利福尼亚大学圣地亚哥分校）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg（海德堡大学天文中心）
Tracing Star Formation in Quasar Hosts via [O II] $λ$3727: A Kinematically Consistent Approach
Chizhou University（池州大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Guizhou University（贵州大学）；Peking University（北京大学）；Xiamen University（厦门大学）
Spatially Resolving the Kinematics of the $\lesssim 100\,μ$as Quasar Broad-line Region Using Spectroastrometry II. The First Tentative Detection in a Luminous Quasar at $z=2.3$
对超大质量黑洞（SMBH）质量的直接测量是理解它们生长并限制它们与宿主星系共生关系的关键。然而，目前用于直接测量活动类星体中黑洞质量的方法在$z\gtrsim0.2$之外变得具有挑战性或不可能。光谱天体测量（SA）测量物体光谱的空间质心作为波长的函数，提供远优于点扩散函数（PSF）的高信噪比观测的角分辨率。我们在$z=2.279$观测了亮类星体SDSS J212329.47- 005052.9，目的是解析其$\sim100μ\mathrm{as}$ H $α$宽发射线区（BLR），并给出了对BLR大小和运动学结构的第一个SA约束。使用一种新的管道来提取SA信号和可靠的不确定性，我们实现了$\simeq100μ\mathrm{as}$的质心精度，或$>2000\times$小于$K$波段AO校正的PSF，产生了来自BLR的SA信号的试验性$3.2σ$检测。建模的BLR发射所产生的倾斜旋转盘的相干和随机运动的混合物，我们约束$r_\mathrm{BLR}=454^{+565}_{-162}\,μ\mathrm{as}$（$3.71^{+4.65}_{-1.28}\,\mathrm{pc}$），提供了一个$95\%$置信上限的黑洞质量$M_\mathrm{BH}\,\sin^2\,i \leq1.8 \times10^9\,\mathrm{M}_\odot$。我们的结果与低$z$类星体的…
Resolving circumgalactic gas flows around a z$\approx$3.6 quasar using MUSE and ALMA
Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）；DTU Space, Technical University of Denmark（丹麦技术大学空间中心）；Cosmic Dawn Center (DAWN)（宇宙黎明中心）；INAF–Osservatorio Astronomico di Trieste（意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台）；Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen（格罗宁根大学卡普坦天文研究所）；INAF–Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio（意大利国家天体物理研究所天文与空间科学观测站）；IUCAA（印度天体物理学与宇宙学大学研究中心）；Leiden Observatory, Leiden University（莱顿大学莱顿天文台）
