早期星系[CII]的强度映射

[CII] 157.7 $\rm \mu$m精细结构发射线的强度映射代表了探测星系恒星形成活动的理想实验，特别是在那些太暗而无法被单独探测的星系中。本文研究这种实验对于$z > 5$星系的可行性。我们从观测和模拟构建$L_{\rm CII} - M_{\rm h}$关系，然后将此关系应用于由大规模N体模拟建立的暗晕目录以生成模拟[CII]强度图。河外远红外(FIR)连续谱图(称为“前景”)以及CO转动跃迁线和[CI]精细结构线(称为“污染”)也一并生成。我们发现，在316 GHz(对应于$z_{\rm CII} = 5$)，河外FIR连续谱、[CII]信号、从$J=1$到13的所有CO线以及两条[CI]线的平均强度分别约为$\sim 3\times10^5$ Jy sr$^{-1}$、$\sim 1200$ Jy sr$^{-1}$、$\sim 800$ Jy sr$^{-1}$和$\sim 100$ Jy sr$^{-1}$。我们讨论一种方法，通过从每条视线移除光谱平滑分量来减去FIR连续谱前景，并通过丢弃污染发射明亮的像素来抑制CO/[CI]污染。$z > 5$的[CII]信号主要来自质量范围$10^{11-12} \,M_\odot$的暗晕；由于该质量范围狭窄，强度映射是研究这些早期星系的理想实验。原则上这样的信号可被地面望远镜以6米口径、150 K系统温度、一个$128\times128$像素FIR相机在5000小时总积分时间内探测到，但利用当前可用望远镜难以进行此类实验。