The first measurement of the quasar lifetime distribution
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Understanding the growth of the supermassive black holes (SMBH) powering luminous quasars, their co-evolution with host galaxies, and impact on the surrounding intergalactic medium (IGM) depends sensitively on the duration of quasar accretion episodes. Unfortunately, this time-scale, known as the quasar lifetime, tQ, is still uncertain by orders of magnitude ($t_{\rm Q} \simeq 0.01\, {\rm Myr} - 1\, {\rm Gyr}$). However, the extent of the He ii Ly α proximity zones in the absorption spectra of zqso ∼ 3–4 quasars constitutes a unique probe, providing sensitivity to lifetimes up to ∼30 Myr. Our recent analysis of 22 archival Hubble Space Telescope He ii proximity zone spectra reveals a surprisingly broad range of emission time-scales, indicating that some quasars turned on ≲1 Myr ago, whereas others have been shining for ≳30 Myr. Determining the underlying quasar lifetime distribution (QLD) from proximity zone measurements is a challenging task owing to: (1) the limited sensitivity of individual measurements; (2) random sampling of the quasar light curves; (3) density fluctuations in the quasar environment; and (4) the inhomogeneous ionization state of He ii in a reionizing IGM. We combine a seminumerical He ii reionization model, hydrodynamical simulations post-processed with ionizing radiative transfer, and a novel statistical framework to infer the QLD from an ensemble of proximity zone measurements. Assuming a lognormal QLD, we infer a mean $\langle {\rm log}_{10}(t_{\rm Q} / {\rm Myr})\rangle = 0.22^{+0.22}_{-0.25}$ and standard deviation $\sigma _{{\rm log}_{10}t_{\rm Q}} = 0.80^{+0.37}_{-0.27}$. Our results allow us to estimate the probability of detecting very young quasars with tQ ≤ 0.1 Myr from their proximity zone sizes yielding $p ({\le}0.1\, {\rm Myr}) = 0.19^{+0.11}_{-0.09}$, which is broadly consistent with recent determination at z ∼ 6.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».