DESCOBRINDO a contribuição dos buracos negros para a reionização

Contexto. Com sua sensibilidade no óptico em quadro de repouso, o Telescópio Espacial James Webb (JWST) revelou núcleos galácticos ativos (AGN), que compreendem fontes intrinsecamente tênues e fortemente avermelhadas, bem dentro do primeiro bilhão de anos do Universo, em z ∼ 4 − 11. Objetivos. Revisitamos a contribuição dos AGN para a reionização dada a alta densidade numérica associada a esses objetos. Métodos. Utilizamos o modelo semi-analítico DELPHI, que baseamos em relação aos mais recentes conjuntos de dados de alto desvio para o JWST e o Atacama Large Millimetre Array (ALMA) para modelar galáxias em formação estelar inicial e AGN. Calculamos as frações de escape da radiação ionizante da formação estelar e de AGN e incluímos o impacto do feedback da reionização na supressão do conteúdo bariónico de galáxias de baixa massa em regiões ionizadas. Este modelo foi validado em relação às principais observáveis para galáxias em formação estelar, AGN e reionização. Resultados. Em nosso modelo de referência, a reionização atinge seu ponto médio em z ∼ 6.9 e termina em z ∼ 5.9. Galáxias em formação estelar de baixa massa (M* ≲ 10^9 M⊙) são encontradas como os principais impulsionadores do processo de reionização. Elas fornecem cerca de 77% do orçamento total de fótons. Apesar de seus altos números, altas taxas de acreção e frações de escape superiores às galáxias em formação estelar em z ∼ 5, os AGN fornecem apenas cerca de 23% do total do orçamento de reionização, que é dominado por buracos negros em sistemas de alta massa estelar (com M* ≳ 10^9 M⊙). Isso ocorre porque as densidades numéricas de AGN tornam-se relevantes apenas em z ≲ 7 e, como resultado, os AGN contribuem tanto quanto as galáxias até z ∼ 6.2, quando a reionização já está em seus estágios finais. Finalmente, descobrimos que mesmo modelos contrastantes da fração de escape de fótons ionizantes de AGN (aumentando ou diminuindo com a massa estelar) não mudam qualitativamente nossos resultados.