追踪红移 z = 8.8 处的莱曼阿尔法发射星系

UltraVISTA 巡天以总计 168 小时的积分时间和调谐至红移 z = 8.8 处莱曼阿尔法（Lyman alpha）的窄带（NB）滤光片，着手寻找一些最遥远的星系，处于再电离纪元边缘。先前对该红移处预期探测到的 Lya 发射星系（LAEs）数量的计算未显式考虑 Lya 的辐射转移（RT）。本工作中，我们将晕质量函数的理论模型与带有 LyC+Lya RT 的高分辨率宇宙学流体模拟的数值结果相结合，评估位于这些晕中的 LAEs 的可探测性。我们计入了宇宙方差和 Lya 各向异性逃逸等不确定性，并预测一旦巡天完成，探测到零个、一个和多于一个的概率分别约为 90%、10% 和 1%；由于高度中性 IGM 将 Lya 散射至距星系极远处以致落于观测孔径之外，以及巡天实际深度小于预期的综合效应，这一成功率显著低于早期预测。由于 IGM 对 NB 和宽带（BB）星等影响不同，我们主张放宽颜色选择判据为 NB - BB ~ +0.85。但由于流量以连续谱主导，即便星系在 NB 中可探测，其被选为 NB 超出天体的概率也 <~35%。我们预测了该红移处星系的多种性质，例如 UV 和 Lya 光度函数、M*-Mh 关系、光谱形状、最优孔径，以及 Lya 穿过尘埃 ISM 和部分中性 IGM 的各向异性逃逸。最后，我们描述并发布了一个用于带非对称不确定性（"x_{-sigma_1}^{+sigma_2}"）数值相加的快速数值代码，证明其在显著程度上优于分别按平方加和上下不确定度的标准但错误的方法。