A search for high-redshift direct-collapse black hole candidates in the PEARLS north ecliptic pole field
Notice bibliographique
Résumé
Direct-collapse black holes (DCBHs) of mass ∼104 − 105 M⊙ that form in HI-cooling halos in the early Universe are promising progenitors of the ≳109 M⊙ supermassive black holes that fuel observed z ≳ 7 quasars. Efficient accretion of the surrounding gas onto such DCBH seeds may render them sufficiently bright for detection with the JWST up to z ≈ 20. Additionally, the very steep and red spectral slope predicted across the ≈1 − 5 μm wavelength range of the JWST/NIRSpec instrument during their initial growth phase should make them photometrically identifiable up to very high redshifts. In this work, we present a search for such DCBH candidates across the 34 arcmin2 in the first two spokes of the JWST cycle-1 PEARLS survey of the north ecliptic pole time-domain field covering eight NIRCam filters down to a maximum depth of ∼29 AB mag. We identify two objects with spectral energy distributions consistent with theoretical DCBH models. However, we also note that even with data in eight NIRCam filters, objects of this type remain degenerate with dusty galaxies and obscured active galactic nuclei over a wide range of redshifts. Follow-up spectroscopy would be required to pin down the nature of these objects. Based on our sample of DCBH candidates and assumptions on the typical duration of the DCBH steep-slope state, we set a conservative upper limit of ≲5 × 10−4 comoving Mpc−3 (cMpc−3) on the comoving density of host halos capable of hosting DCBHs with spectral energy distributions similar to the theoretical models at z ≈ 6 − 14.
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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 | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».