A big red dot at cosmic noon
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Le résumé fourni par la source
We report the discovery of a little red dot (LRD), dubbed BiRD (‘big red dot’), at z ∼ 2.33 in the field around the z ∼ 6.3 quasar SDSS J1030+0524. Using JWST/NIRCam images, we identified it as a bright outlier in the F 200 W − F 356 W color versus F 356 W magnitude diagram of point sources in the field. The NIRCam/WFSS spectrum reveals the emission from He I λ 10830 and Pa γ line, both displaying a narrow and a broad ( FWHM ≳ 2000 km s −1 ) component. The He I line is affected by an absorption feature, tracing dense gas with He I column density in the 2 3 S level N (He I ) ∼ 0.5 − 1.2 × 10 14 cm −2 , depending on the location of the absorber, which is outflowing at a speed of Δ v = −830 −148 +131 km s −1 . As observed in the majority of LRDs, BiRD does not exhibit any X-ray or radio emission down to 3.7 × 10 42 erg s −1 and 3 × 10 39 erg s −1 , respectively. The black hole mass and the bolometric luminosity, both inferred from the Pa γ broad component, amount to M BH ∼ 10 8 M ⊙ and L bol ∼ 3 × 10 45 erg s −1 , respectively. Intriguingly, BiRD presents strict analogies with other two LRDs spectroscopically confirmed at cosmic noon, namely, GN-28074 (nicknamed Rosetta Stone) at z ∼ 2.26 and RUBIES-BLAGN-1 at z ∼ 3.1. The blueshifted He I absorption detected for all three sources suggests that gas outflows could be common in LRDs. We derived a first estimate of the space density of LRDs at z ∼ 2 − 3 based on JWST data, as a function of the bolometric luminosity and black hole mass. The space density Φ( L ) = 4.0 −2.4 +4.0 × 10 −6 Mpc −3 dex −1 is only a factor of ∼2 − 3 lower than that of UV-selected quasars with comparable bolometric luminosity and redshift, meaning that the contribution of LRDs to the broader AGN population is also relevant at cosmic noon. A similar trend has also been observed with respect to black hole masses. As suggested by recent theories, if LRDs can indeed serves as probes of the very first and rapid growth of black hole seeds, our finding suggests that the formation of black hole seeds continues to be efficient at least up to cosmic noon.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- A big red dot at cosmic noon
- Date Crossref
- 30/10/2025
- Éditeur
- EDP Sciences
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Osservatorio astronomico di Bologna pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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University of Bologna pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Space Telescope Science Institute pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Johns Hopkins University The William H. Miller III Department of Physics and Astronomy pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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European Space Agency pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Arcetri Astrophysical Observatory pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats pays non établi dans la noticeOrganisation à but non lucratif
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Institut Català de Ciències del Clima pays non établi dans la noticeOrganisation à but non lucratif
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University of Cambridge Cavendish Laboratory – Astrophysics Group pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics et Osservatorio astronomico di Bologna, avec 9 autres affiliations.
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