クエーサーの探査機としての AGN による強力な重力レンズ

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超大質量ブラックホールの質量と、そのホスト銀河の光度、星の質量、および速度分散の間に見られる緊密な相関関係は、多くの場合、それらの共進化の兆候として解釈されます。赤方偏移全体にわたるこれらの相関を研究することにより、クエーサーとそのホスト銀河がたどる進化の経路についての強力な洞察が得られます。ブラックホールの質量はシングルエポックスペクトルから入手可能ですが、活動核がそのホストを大きく超えて輝くため、そのホスト銀河の質量を測定することは困難です。今回我々は、強力な重力レンズ効果を利用して、局所宇宙を越えてクェーサーとホストの関係を調査する手法を紹介する。これにより、どちらも縮退しやすい恒星集団モデルや速度分散測定の使用を克服することができる。私たちは、クエーサーによる強いレンズ作用の既知の 3 つのケースのうちの 1 つを詳細に研究し、そのホストの質量を正確に測定し、アインシュタイン半径内の総レンズ質量を推測します。レンズ測定は他のどの技術よりも正確で、ブラックホールの質量と星の質量の間の局所的なスケーリング関係と互換性があります。ユークリッドとルービン大型シノプティックサーベイ望遠鏡を使用すると、このようなクェーサー-銀河またはクェーサー-クェーサーレンズ系のサンプルは数百に達するはずであり、統計的に有意なサンプルサイズでこのような方法を適用できるようになります。

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この研究をサポートする HST 画像は、ハッブルレガシーアーカイブ (https://hla.stsci.edu/) で公開されています。私たちの縮小された Keck スペクトルと SDSS スペクトルは Zenodo (https://doi.org/10.5281/zenodo.7806468) で入手できます。

レンズモデリングコード Lenstronomy とソース再構築ソフトウェア SLITronomy は、https://github.com/sibirrer/lenstronomy および https://github.com/aymgal/SLITronomy から自由にアクセスできます。星の質量は、公開されている Python パッケージ GSF (https://github.com/mtakahiro/gsf) を使用して推定されました。 HST PSF は、https://github.com/sibirr/AstroObjectAnalyser で公開されている AstroObjectAnalyser を使用して再構築されました。スペクトルは pyQSOfit を使用してフィッティングされており、これも https://github.com/legolason/PyQSOFit で公開されています。

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MM は、助成金 P500PT_203114 に基づくスイス国立科学財団 (SNSF) の支援に感謝します。 MM、FC、および AG は、欧州連合の Horizon 2020 研究およびイノベーションプログラム (COSMICLENS: 助成契約番号 787886) に基づく欧州研究評議会 (ERC) および助成金 200020_200463 に基づくスイス国立科学財団 (SNSF) によって支援されています。 XD は、JSPS 科研費第 2 号の支援を受けています。 JP22K14071。

スイス連邦工科大学ローザンヌ校（EPFL）物理学研究所、天体物理学研究所、スイス、ヴェルソワ

マルティン・ミロン、フレデリック・クルバン、アイメリック・ガラン

カブリ素粒子天体物理・宇宙論研究所およびスタンフォード大学物理学科、米国カリフォルニア州スタンフォード

マーティン・ミリオン

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ディン・シュヘン

アーゲランダー天文学研究所、ボン大学、ボン、ドイツ

マルテ・テューズ

カリフォルニア工科大学、米国カリフォルニア州パサデナ

SG ジョルゴフスキー

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MMが分析を行った。 AG は、音源再構成アルゴリズム SLITronomy を開発しました。 MMさんとFCさんが原稿を書きました。 XD は星の個体群分析を行いました。 DS はブラックホールの質量を測定しました。他の共著者は全員、HST データの取得と SDSS J0919 + 2720 の発見プロセスにおける議論に積極的に参加しました。

マーティン・ミロンへの手紙。

著者らは競合する利害関係がないことを宣言します。

Nature Astronomy は、この研究の査読に貢献してくれた匿名の査読者に感謝します。

発行者注記 Springer Nature は、発行された地図および所属機関の管轄権の主張に関して中立を保っています。

補足図。 1 ～ 3 および表 1。

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Millon, M.、Courbin, F.、Galan, A. 他。遠い宇宙におけるクエーサーとホストの関係の探査としての AGN による強力な重力レンズ。ナット・アストロン（2023）。 https://doi.org/10.1038/s41550-023-01982-2

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受信日: 2022 年 3 月 10 日

受理日: 2023 年 4 月 26 日

公開日: 2023 年 6 月 1 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-023-01982-2

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