星系形成模拟Shark中(亚)毫米选星系的物理性质与演化

我们在Shark星系形成半解析模型中深入探究了(亚)毫米(mm)选星系(SMGs)的性质。与观测相比，所预测的0.6-2mm波长处的计数值以及0.1-2mm处的红移分布均吻合良好。在亮端(>1mJy)，Shark星系是并合与盘不稳定的混合体。这些星系的堆叠FUV到FIR光谱与观测相符。我们预测当前光学/NIR巡天足够深，可探测到z<5处亮(>1mJy)的λ=0.85-2mm选星系，但过浅而无法探测更高红移处的对应体。詹姆斯·韦伯空间望远镜10000秒巡天应可探测到$S_{\rm 0.85mm}>0.01$mJy所有星系的对应体。我们预测SMG的盘对静止系UV(IR)贡献显著(可忽略)。我们研究了>1mJy、λ=0.85-2mm选星系在0<z<6的内在性质演化，发现其：(i)恒星质量$>10^{10.2}M_{\odot}$，其中2mm选星系示踪最庞大星系($>10^{11}M_{\odot}$)；(ii)比恒星形成率(SFR)略高于主序(MS)约3-10倍；(iii)宿主暗物质晕质量$\gtrsim 10^{12.3}M_{\odot}$，其中2mm星系示踪最庞大晕(原星系团)；(iv)SMG比MS星系具有更低尘埃质量($\approx 10^{8}M_{\odot}$)、更高尘埃温度($\approx 40-45$K)和更高静止系V波段消光(>1.5)；(v)尺寸随红移减小，从z=1处4kpc到z=4处<1kpc；(vi)$S_{\rm 0.85mm}>1$mJy源的一氧化碳谱线峰值在4->3。最后，我们研究了SMG对0<z<10分子气体与宇宙SFR密度的贡献，发现>1mJy源分别在z>3和z>5处贡献可忽略，表明当前观测已揭示0<z<10大部分恒星形成。