宇宙学模拟中 z=7 星系的红外性质

我们对来自宇宙学流体动力学模拟（分辨率为 29pc/h）中 198 个恒星质量范围为 5x10^8-3x10^10 Msun 的星系进行了三维全波段尘埃辐射转移计算，红移为 z=7。在 companion 论文 (Kimm & Cen) 中，若采用 SMC 型尘埃消光曲线，其恒星质量函数、UV 光度函数以及 UV-光学和 FUV-NUV 颜色显示出与观测结果良好一致。在此，我们自洽地对这些 z=7 模拟星系的红外性质做出了有用预测，可与即将到来的 ALMA 数据进行对比。我们的发现如下：(1) 对于 $L_{FIR}=10^{11.3-12}L_\odot$ 的 z=7 星系，其静止帧 MIPS 70 微米波段的有效半径范围为 80-400pc (proper)。(2) 远红外 (FIR) 光谱能量分布峰值波长的中位数范围为 45-60 微米，具体取决于尘金比。(3) 对于 3-100 Msun/yr 的恒星形成率，FIR 与热光度之比的中位数为 60-90%。(4) FIR 光度函数在高光度端呈现幂律分布，斜率为 -3.1 +- 0.4，而非通常的指数衰减。