通过多跃迁一氧化碳线强度映射约束暗晕-星际介质关联

线强度映射（LIM）巡天将刻画一系列原子与分子谱线发射强度的宇宙学大尺度结构，但现有文献很少考虑这些巡天能否恢复示踪气体物种（如一氧化碳（CO）分子）的激发性质。结合基本经验与物理假设以及现成的 Radex 辐射转移代码或 Radex 输出的高斯过程模拟器，我们通过将 CO 整体性质与暗晕性质相绑定，设计了一个基本的 CO 发射暗物质晕模型，将支配 CO 激发的物理变量暴露为自由参数。CO 映射阵列项目（COMAP）正致力于一项多波段巡天计划，以在 $z\sim7$ 观测 CO(1-0) 与 CO(2-1)。我们表明，该计划以及进一步覆盖 CO(3-2) 的更高频率“Triple Deluxe”扩展，从根本上能够成功恢复晕质量与 CO 丰度之间的关联，并以单跃迁 CO LIM 所不能的方式约束恒星形成星际介质中的分子气体动温度和密度。给定 $\sim10^{10}\,M_\odot$ 晕中分子气体的基准热压强 $\sim10^4$ K cm$^{-3}$，模拟的多波段 COMAP 巡天在 0.5–0.6 dex 的 68% 区间半宽内成功恢复了热压强。构建多频率 LIM 仪器以接入多个 CO 跃迁对于利用此能力至关重要，以此作为对再电离之外首批星系与原星系恒星形成区中气体金属丰度、尘埃化学及其他物理参数的宇宙学统计探测的一部分。