联合光学-HI 模拟目录及其对即将到来的 HI 调查的前景

原子氢（HI）调节星形成，因为冷气体为星形成提供燃料。它涉及生物循环中吸积、反馈、外流和气体回收的关键相位。红移 $21$ 厘米线发射源自星系，作为探测 HI 气体及其动力学的关键探针，使我们能够研究星际介质（ISM）和星系外层介质（CGM）中的气体，进而研究星系演化。然而，由于 $21$ 厘米发射线本质上较弱，目前的直接 HI 检测仅限于 $z \leq 0.4$。正在进行或即将到来的大型射电调查旨在以前所未有的灵敏度检测 $z \gtrsim 1$ 范围内的 $21$ 厘米发射。本工作中，我们提出一种新方法，用于创建面向即将到来的 SKA 前导调查的光学-HI 联合模拟目录：MIGHTEE-HI 和 LADUMA 使用 MeerKAT 和 WALLABY 使用 ASKAP。我们模拟目录中包含光学属性和 HI 成分，使其成为预测这些调查结果、为探索 HI 科学（例如条件 HIMF 和光学到 HI 比例关系）提供基准的强大工具。作为案例研究，我们展示了使用联合模拟目录预测对堆积检测平均 HI 质量的预期结果，后者来自低于直接检测阈值的星系。我们表明，将堆积观测与直接检测的数量相结合，可在直接检测数量较少的区域（通常位于 HI 调查更远边缘）对 HI 质量函数提出强有力约束。此中间步骤可用于为 HI 质量函数的完全确定设置先验。