Réexaminer le regroupement extrême des quasars z ≈ 4 avec de grandes simulations cosmologiques en volume

RÉSUMÉ Les observations provenant des relevés de quasars à champ large indiquent que la longueur d'autocorrélation des quasars augmente de manière spectaculaire de z ≈ 2,5 à ≈ 4. Cette grande amplitude de regroupement à z ≈ 4 a été difficile à interpréter théoriquement, car elle implique que les quasars sont hébergés par les halos de matière noire les plus massifs résidant dans les environnements les plus extrêmes à ce décalage vers le rouge. Dans ce travail, nous présentons un modèle qui reproduit simultanément à la fois l'autocorrélation des quasars observés et les fonctions de luminosité des quasars. La distribution spatiale des halos et leur abondance relative sont obtenues via une méthode novatrice qui calcule les fonctions de masse des halos et de corrélation croisée des halos en combinant plusieurs grandes simulations cosmologiques uniquement de matière noire avec différentes tailles de boîte et résolutions. Armé de ces propriétés des halos, notre modèle exploite le cadre de la fonction de luminosité conditionnelle pour décrire la relation stochastique entre la luminosité des quasars, L, et la masse des halos, M. Supposant une relation simple de loi puissance L ∝ Mγ avec une dispersion lognormale, σ, nous sommes en mesure de reproduire les observations à z ∼ 4 et découvrons que : (i) la relation luminosité des quasars–masse des halos est hautement non linéaire (γ ≳ 2), avec très peu de dispersion (σ ≲ 0,3 dex) ; (ii) les quasars lumineux (₁₀ L/ erg\, s^-1 46,5-47) sont hébergés par des halos avec une masse log10M/M⊙ ≳ 13–13,5 ; et (iii) le cycle de fonctionnement impliqué pour l'activité des quasars approche l'unité (₃₂ 10\, pour\, cent-60~{\ pour\ cent}). Nous considérons également les observations à z ≈ 2,5 et découvrons que la relation luminosité des quasars–masse des halos évolue de manière significative avec le temps cosmique, impliquant un changement rapide des masses des halos hôtes des quasars et des cycles de fonctionnement, ce qui suggère à son tour une évolution concomitante dans les relations d'échelle des trous noirs et/ou l'efficacité d'accrétion.