利用BLUETIDES模拟对高红移星系进行HOD建模

我们利用BlueTides流体动力学模拟套件,构建了高红移($z \gtrsim 7.5$)、恒星质量 $M_{*>10^8~M_{\odot}/h}$ 星系的晕占据分布(HOD)模型,重点在于对小尺度/单晕团簇($0.01\lesssim r \lesssim 1~ h^{-1}\rm{Mpc}$)进行建模。与低红移研究类似,我们发现中心与卫星平均HOD($\left<N_{\mathrm{cen}}\right>$ 与 $\left<N_{\mathrm{sat}}\right>$)可分别由平滑阶跃函数与幂律刻画。然而,卫星星系的数密度相比低红移被显著抑制(卫星比例从 $z=0$ 时的 $\sim 50 \%$ 降至 $z=7.5$ 时的 $\lesssim 10 \%$)。对于质量低于 $3 \times 10^{11} M_{\odot}/h$ 的晕(在这些红移下为稀有晕),平均卫星数 $\left<N_{\mathrm{sat}}\right> < 1$。对于径向数密度轮廓,位于 $M_H \gtrsim 3 \times10^{11} M_{\odot}/h$ 晕中、恒星质量 $10^8 \lesssim M^* \lesssim 10^{9} M_{\odot}/h$ 的卫星与NFW一致(浓度 $c_{\mathrm{sat}} \sim 10-40$)。在质量 $M_H\lesssim 3 \times 10^{11} M_{\odot}/h$ 的晕内,卫星呈现斜率为 -3 的幂律轮廓。由于这些晕主导小尺度团簇,所得单晕项比使用标准NFW轮廓预测的更陡。利用该卫星幂律轮廓,我们可通过HOD建模成功重现BlueTides星系展现的小尺度团簇。我们预言在 $z>7.5$ 探测到卫星的最高概率出现在 $M^*\sim 3 \times 10^{10} M_{\odot}/h$ 的中心星系周围(其 $M^{*}\gtrsim$ 几 $10^{7} M_{\odot}/h$)。这应可由詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)实现。