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从红移3.6处的谱线强度图功率谱约束[CII]光度函数

宇宙学与河外天体物理 2025-08-27 v2 星系天体物理

摘要

即将进行的谱线强度映射(LIM)功率谱(PS)测量有望为天体物理和宇宙学量提供有价值的约束。我们关注高红移处的[CII]光度函数(LF),该函数仍缺乏约束,尤其是在暗端。我们展示了弗雷德·杨亚毫米望远镜(FYST)在z3.6z\simeq3.6处进行的深光谱巡天(DSS)的预测。我们还对具有十倍更大天区覆盖和/或10\sqrt{10}倍更高灵敏度的巡天进行了预测,考虑了法布里-珀罗干涉仪的洛伦兹谱线轮廓及其分辨能力RR的影响。受MARIGOLD模拟中[CII]发射体晕占据特性的启发,我们通过将两个ALPINE LF与晕质量函数进行丰度匹配,推导出了光度-质量关系。然后,该关系被用于晕模型框架中,以预测PS及其不确定性。对模拟PS数据的贝叶斯推断提供了对前两个LF矩和Schechter参数的预测。根据真实的LF,DSS预计能够以2\gtrsim2的信噪比检测到成团和散粒噪声分量。在R=100R=100时,光谱平滑掩盖了红移空间畸变,使得阻尼尺度σ\sigma无法测量。对于R500R\gtrsim500σ\sigma可与仪器效应区分,但与振幅参数的简并性增加。PS和LF的联合拟合对Schechter归一化和截止光度给出了精确约束,而暗端斜率仍不确定(除非真实值接近2-2)。增加巡天灵敏度比扩大天区面积带来更大的收益。更高的光谱分辨率改善了对物理参数的获取,但加剧了简并性。这突出了LIM巡天中的关键设计权衡。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.06266,
  title  = {Constraining the [CII] luminosity function from the power spectrum of line-intensity maps at redshift 3.6},
  author = {Elena Marcuzzo and Cristiano Porciani and Emilio Romano-Díaz and Prachi Khatri},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.06266},
  year   = {2025}
}

备注

25 pages, 23 figures, 5 tables. Accepted for publication in A&A, version matches accepted version. Changes from the first version: accounted for the Lorentzian spectral profile of Fabry-P\'erot interferometers