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特征强度映射:宇宙时空中所有星系的多环芳烃发射

宇宙学与河外天体物理 2025-10-10 v2 星系天体物理

摘要

线强度映射(LIM)是一种新兴技术,用于探测所有源的谱线总发射,而无需逐个探测。通过波长-红移关系,可以在光谱成像巡天中映射谱线发射沿视线方向的演化,从而追踪底层的大尺度结构。在这项工作中,我们提出了一种新技术——特征强度映射——作为LIM形式体系的扩展,用于在三维空间中映射宽谱特征,而非LIM通常针对的窄发射线。通过考虑光谱特征与仪器光谱响应在红移处的卷积,我们的技术能够同时约束多个特征随红移变化的发射。该方法实现了对星系红外光谱中最亮特征之一的多环芳烃(PAH)发射带的3D强度映射。我们利用正在进行的SPHEREx近红外任务和提议的PRIMA远红外任务,预测了使用特征强度映射探测PAH信号的可行性。我们发现,对于多个PAH特征,在 z<0.5z<0.5 处使用SPHEREx以及在 1<z<51<z<5 处使用PRIMA,在宽度为 Δz=0.1\Delta z = 0.10.50.5 的每个红移区间中可实现 S/N10S/N \gtrsim 10,表明利用即将到来的数据集在宇宙学距离上映射多环芳烃总发射具有广阔前景。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.13863,
  title  = {Feature Intensity Mapping: Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Emission from All Galaxies Across Cosmic Time},
  author = {Yun-Ting Cheng and Brandon S. Hensley and Thomas S. -Y. Lai},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.13863},
  year   = {2025}
}

备注

18 pages, 13 figures, accepted by ApJ