J 2024

A Candidate Supermassive Black Hole in a Gravitationally Lensed Galaxy at Z ≈ 10

KOVÁCS, Orsolya Eszter, Ákos BOGDÁN, Priyamvada NATARAJAN, Norbert WERNER, Mojegan AZADI et. al.

Základní údaje

Originální název

A Candidate Supermassive Black Hole in a Gravitationally Lensed Galaxy at Z ≈ 10

Autoři

KOVÁCS, Orsolya Eszter (348 Maďarsko, domácí), Ákos BOGDÁN, Priyamvada NATARAJAN, Norbert WERNER (703 Slovensko, domácí), Mojegan AZADI, Marta VOLONTERI, Grant R. TREMBLAY, Urmila CHADAYAMMURI, William R. FORMAN, Christine JONES a Ralph P. KRAFT

Vydání

Astrophysical Journal Letters, IOP Publishing Ltd, 2024, 2041-8205

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10308 Astronomy

Stát vydavatele

Velká Británie a Severní Irsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 7.900 v roce 2022

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

UT WoS

001200537400001

Klíčová slova anglicky

High-redshift galaxies; X-ray active galactic nuclei; Gravitational lensing; Supermassive black holes; Galaxy clusters

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 24. 4. 2024 11:20, Mgr. Marie Šípková, DiS.

Anotace

V originále

While supermassive black holes (SMBHs) are widely observed in the nearby and distant Universe, their origin remains debated with two viable formation scenarios with light and heavy seeds. In the light seeding model, the seed of the first SMBHs form from the collapse of massive stars with masses of 10-100 M ⊙, while the heavy seeding model posits the formation of 104-5 M ⊙ seeds from direct collapse. The detection of SMBHs at redshifts z ≳ 10, edging closer to their formation epoch, provides critical observational discrimination between these scenarios. Here, we focus on the JWST-detected galaxy, GHZ 9, at z ≈ 10 that is lensed by the foreground cluster, A2744. Based on 2.1 Ms deep Chandra observations, we detect a candidate X-ray active galactic nucleus (AGN), which is spatially coincident with the high-redshift galaxy, GHZ 9. The SMBH candidate is inferred to have a bolometric luminosity of ( 1.0 − 0.4 + 0.5 ) × 10 46 erg s − 1 , which corresponds to a black hole (BH) mass of ( 8.0 − 3.2 + 3.7 ) × 10 7 M ⊙ assuming Eddington-limited accretion. This extreme mass at such an early cosmic epoch suggests the heavy seed origin for this BH candidate. Based on the Chandra and JWST discoveries of extremely high-redshift quasars, we have constructed the first simple AGN luminosity function extending to z ≈ 10. Comparison of this luminosity function with theoretical models indicates an overabundant z ≈ 10 SMBH population, consistent with a higher-than-expected seed formation efficiency.

Návaznosti

GX21-13491X, projekt VaV
Název: Zkoumání žhavého vesmíru a porozumění kosmické zpětné vazbě (Akronym: EHU)
Investor: Grantová agentura ČR, Exploring the Hot Universe and Understanding Comic Feedback