DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ae31eb
تاريخ النشر: 2026-02-04
المؤلف: Yuanzhe Jiang وآخرون
الموضوع الرئيسي: المجرات: التكوين، التطور، الظواهر
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة بشكل منهجي في أزواج الكوازارات على نطاق مجري وعدسات صغيرة باستخدام كتالوج كوازارات SDSS DR16 وGaia DR3. تحدد الدراسة 136 مرشحًا مزدوجًا للكوازارات من 1,120 زوجًا تم حلها بواسطة Gaia، مع التركيز على الكوازارات غير المحجوبة ذات اللمعان الكلي الأكبر من $10^{44.5} \, \text{erg s}^{-1}$ والانزياحات في النطاق $0.5 < z \lesssim 4.5$. تظهر المرشحات فواصل تبلغ حوالي $0.3-3 \, \text{arcseconds}$، مما يتوافق مع فواصل فيزيائية متوقعة تبلغ حوالي $3-30 \, \text{kpc}$ عند انزياح وسطي قدره $z = 1.7$. النسبة المقدرة الإجمالية للكوازارات المزدوجة، المصححة من أجل اكتمال حل الأزواج، هي $5.7^{+0.3}_{-0.3} \times 10^{-4}$، دون ملاحظة تطور كبير في الانزياح عبر العينة. تشير النتائج إلى أن نسبة الكوازارات المزدوجة متسقة عبر مجموعات الانزياح المنخفض ($\langle z \rangle = 1.0$) والمرتفع ($\langle z \rangle = 2.0$)، حيث تم قياسها عند $4.9^{+0.2}_{-0.2} \times 10^{-4}$ و$6.2^{+0.5}_{-0.5} \times 10^{-4}$، على التوالي. ومع ذلك، فإن النسبة الملاحظة أقل من التوقعات من المحاكاة بحوالي $0.8-1.6$ dex، مما يشير إلى أن عددًا كبيرًا من أزواج الكوازارات المحجوبة لم يتم التقاطها في هذه البحث. يدعو المؤلفون إلى بعثات فضائية واسعة النطاق في المستقبل، مثل Euclid وRoman، والتي ستستهدف كل من AGNs المحجوبة وغير المحجوبة بدقة دون القوس، مما يعزز فهم سكان AGN المزدوج وتطوره عبر التاريخ الكوني.
النتائج
في هذه الدراسة، قمنا بتصنيف إجمالي 136 كوازار مزدوج و984 زوجًا من الكوازارات والنجوم من عينة نهائية من 1,120 زوجًا فريدًا، جميعها ذات انزياحات ($z$) أكبر من 0.5 ودرجات ظاهرية ($G$) أقل من 20.5. تم تحقيق هذا التصنيف من خلال مطابقة شاملة بين كتالوج SDSS DR16Q وبيانات GAIA DR3 ضمن نصف قطر 3 قوس ثانية، بالإضافة إلى تصنيف الحركة المناسبة، وتحليل المكونات الرئيسية (PCA)، ومراجعة شاملة للأدبيات.
لتنقيح نتائجنا، قمنا بتطبيق تصحيح الاكتمال على عدد أزواج الكوازارات في عينة الكوازارات المزدوجة النهائية لدينا. حسبنا نسبة الأزواج، التي تعرف بأنها نسبة عدد الأزواج إلى العدد الإجمالي للكوازارات الأصلية ضمن حد تدفق مطابقة ونطاق انزياح. من الجدير بالذكر أن نسبة الأزواج للكوازارات اللامعة كانت أقل بكثير من 1%، مما جعلنا نتجاهل المساهمة الطفيفة للكوازارات المرافقة في العدد الإجمالي للكوازارات الأصلية.
المناقشة
في هذا القسم، يوضح المؤلفون منهجيتهم لمطابقة الكوازارات من مسح سلوين الرقمي للسماء (SDSS) مع المصادر من إصدار بيانات غايا 3 (DR3) لتحديد أنظمة الكوازارات المزدوجة. بدءًا من كتالوج يحتوي على 750,414 كوازار مؤكد، نجحوا في مطابقة 492,724 كوازار مع مصادر غايا ضمن نصف قطر 3 بوصة، مما أسفر عن عينة أولية من 2,497 زوجًا فريدًا بعد احتساب التكرارات. يؤكد المؤلفون على أهمية قياسات الحركة المناسبة لتصنيف المرافقين كـ “شبيهة بالكوازار” أو “شبيهة بالنجوم”، مع تحديد 861 زوجًا على أنها تحتوي على مرافقين شبيهين بالكوازار بناءً على عتبة دلالة PMSIG > 3. هذا التصنيف ضروري لضمان نقاء عينة الكوازارات المزدوجة، خاصةً حيث يطبقون قطعًا إضافية للانزياح (z > 0.5) والدرجة (G < 20.5) للتخفيف من التلوث الناتج عن النجوم الأمامية وانبعاثات المجرات المضيفة. تكشف التحليلات أن تصنيف الحركة المناسبة يميز بفعالية بين الكوازارات المزدوجة وأزواج الكوازارات والنجوم، مع تقييم معدلات التلوث المتبقية من خلال تحليل المكونات الرئيسية (PCA) للأزواج ذات الفواصل أقل من 1.5". تشير نتائج PCA إلى معدل تلوث يبلغ 34% بين الأزواج القريبة، مما يؤدي إلى عينة مصقولة من 136 كوازار مزدوج و984 زوجًا من الكوازارات والنجوم. كما يحدد المؤلفون الكوازارات المعروفة التي تم عدساتها ضمن عينتهم، مما يبرز التحديات في التمييز بين الكوازارات المعتمدة والمزدوجة المرتبطة فيزيائيًا. بشكل عام، تؤكد النتائج فعالية تقنيات المطابقة والتصنيف الخاصة بهم في بناء عينة موثوقة لمزيد من التحليلات الإحصائية، مع الاعتراف بالتعقيدات التي تطرحها المصادر الخافتة وانبعاثات المجرات المضيفة.
DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ae31eb
Publication Date: 2026-02-04
Author(s): Yuanzhe Jiang et al.
Primary Topic: Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena
Overview
This research systematically investigates galactic-scale quasar pairs and small-scale lenses using the SDSS DR16 quasar catalog and Gaia DR3. The study identifies 136 double quasar candidates from 1,120 Gaia-resolved pairs, focusing on unobscured quasars with bolometric luminosities greater than $10^{44.5} \, \text{erg s}^{-1}$ and redshifts in the range $0.5 < z \lesssim 4.5$. The candidates exhibit separations of approximately $0.3-3 \, \text{arcseconds}$, corresponding to projected physical separations of about $3-30 \, \text{kpc}$ at a median redshift of $z = 1.7$. The estimated overall double quasar fraction, corrected for pair-resolving completeness, is $5.7^{+0.3}_{-0.3} \times 10^{-4}$, with no significant redshift evolution observed across the sample. The findings indicate that the double quasar fraction is consistent across low-redshift ($\langle z \rangle = 1.0$) and high-redshift ($\langle z \rangle = 2.0$) subsets, measured at $4.9^{+0.2}_{-0.2} \times 10^{-4}$ and $6.2^{+0.5}_{-0.5} \times 10^{-4}$, respectively. However, the observed fraction is lower than predictions from simulations by approximately $0.8-1.6$ dex, suggesting a significant number of obscured quasar pairs are not captured in this search. The authors advocate for future wide-area space missions, such as Euclid and Roman, which will target both obscured and unobscured AGNs at sub-arcsecond resolutions, thereby enhancing the understanding of the dual AGN population and its evolution across cosmic history.
Results
In this study, we successfully classified a total of 136 double quasars and 984 quasar-star pairs from a final sample of 1,120 unique pairs, all with redshifts ($z$) greater than 0.5 and apparent magnitudes ($G$) less than 20.5. This classification was achieved through a comprehensive cross-matching of the SDSS DR16Q catalog with GAIA DR3 data within a 3 arcsecond radius, alongside proper motion classification, principal component analysis (PCA), and a thorough literature review.
To refine our findings, we applied a completeness correction to the number of quasar pairs in our final double quasar sample. We calculated the pair fraction, defined as the ratio of the number of pairs to the total number of parent quasars within the matched flux limit and redshift range. Notably, the pair fraction for luminous quasars was found to be significantly less than 1%, leading us to disregard the minor contribution of companion quasars in the overall parent quasar count.
Discussion
In this section, the authors detail their methodology for cross-matching quasars from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) with sources from the Gaia Data Release 3 (DR3) to identify double quasar systems. Starting with a catalog of 750,414 confirmed quasars, they successfully matched 492,724 quasars with Gaia sources within a 3″ radius, resulting in an initial sample of 2,497 unique pairs after accounting for duplicates. The authors emphasize the importance of proper motion measurements to classify companions as either “quasar-like” or “starlike,” with 861 pairs identified as having quasar-like companions based on a significance threshold of PMSIG > 3. This classification is crucial for ensuring the purity of the double quasar sample, particularly as they apply additional cuts for redshift (z > 0.5) and magnitude (G < 20.5) to mitigate contamination from foreground stars and host galaxy emissions. The analysis reveals that the proper motion classification effectively distinguishes between double quasars and quasar-star pairs, with residual contamination rates assessed through principal component analysis (PCA) for pairs with separations less than 1.5". The PCA results indicate a 34% contamination rate among close pairs, leading to a refined sample of 136 double quasars and 984 quasar-star pairs. The authors also identify known lensed quasars within their sample, highlighting the challenges of distinguishing between lensed and physically associated dual quasars. Overall, the findings underscore the effectiveness of their cross-matching and classification techniques in constructing a reliable sample for further statistical analyses, while acknowledging the complexities introduced by faint sources and host galaxy emissions.