阿塔卡马大口径亚毫米望远镜 (AtLAST) 科学：巡天观测遥远宇宙
宇宙学与河外天体物理
2024-03-06 v1 星系天体物理
天体物理仪器与方法
摘要
在星系恒星形成最活跃的时期（即红移范围 1<z<3），强烈的恒星形成爆发会产生大量尘埃，这些尘埃会遮蔽正在形成的新恒星，因为它们发出的紫外/光学光被吸收并重新以红外形式辐射，而在早期宇宙中这些红外光会红移到毫米/亚毫米波段。为了全面了解高红移星系群，我们需要在亚毫米波段对大片天区进行巡天，具备足够的角分辨率以分辨所有星系，同时需要足够的深度以充分采样它们的宇宙演化，从而利用具有极宽频率覆盖的直接毫米光谱学获得它们的红移。这需要一台大型单口径亚毫米望远镜，具备高灵敏度和高角分辨率下的快速测绘速度、大带宽、良好的光谱分辨率以及多路复用光谱能力。拟建的 50 米阿塔卡马大口径亚毫米望远镜 (AtLAST) 将提供这些规格。我们将讨论 AtLAST 如何使我们能够研究整个高红移星系群，包括只能在亚毫米波段探测和研究的尘埃恒星形成星系，并获取直至 z~7 的丰富信息：气体含量、冷却预算、恒星形成率、尘埃质量和尘埃温度。我们展示了 AtLAST 可执行的巡天工作实例，包括深场和广域巡天，以及针对原星系团中星系的聚焦巡天。此外，我们展示了此类 AtLAST 巡天如何高精度地测量增长率和哈勃常数，并论证了毫米/亚毫米波段谱线强度映射方法在约束高红移宇宙膨胀历史方面的强大能力，作为 AtLAST 在该研究领域独特能力的良好范例。
引用
@article{arxiv.2403.02806,
title = {Atacama Large Aperture Submillimeter Telescope (AtLAST) Science: Surveying the distant Universe},
author = {Eelco van Kampen and Tom Bakx and Carlos De Breuck and Chian-Chou Chen and Helmut Dannerbauer and Benjamin Magnelli and Francisco Miguel Montenegro-Montes and Teppei Okumura and Sy-Yun Pu and Matus Rybak and Amelie Saintonge and Claudia Cicone and Evanthia Hatziminaoglou and Juliette Hilhorst and Pamela Klaassen and Minju Lee and Christopher C. Lovell and Andreas Lundgren and Luca Di Mascolo and Tony Mroczkowski and Laura Sommovigo and Mark Booth and Martin A. Cordiner and Rob Ivison and Doug Johnstone and Daizhong Liu and Thomas J. Maccarone and Matthew Smith and Alexander E. Thelen and Sven Wedemeyer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.02806},
year = {2024}
}
备注
17 pages, 10 figures, submitted to Open Research Europe as part of the AtLAST collection