基于ΛCDM模型对赫歇尔空间望远镜的预测：揭示宇宙恒星形成历史

我们使用一个基于ΛCDM宇宙学的远红外星系演化模型，为即将开展的赫歇尔空间望远镜宇宙学巡天做出详细预测。我们结合GALFORM半解析星系形成模型和GRASIL分光光度代码，计算包括尘埃对辐射再处理过程的星系光谱能量分布。该模型与Baugh等人(2005)的模型相同，假设了两种不同的初始质量函数：盘状星系中宁静恒星形成的正常太阳邻域初始质量函数，以及由星系并合触发的星暴中非常顶重的初始质量函数。我们先前已表明，顶重初始质量函数对于解释暗弱亚毫米星系的数量计数和红移似乎是必要的。在本文中，我们给出了赫歇尔成像波段中的星系光度函数、数量计数和红移分布的预测。我们发现，在计划的最深巡天中，源混淆将是一个严重问题。我们还展示了物理性质（如恒星形成率以及恒星、气体和暗晕质量）的预测，以及与其他波段（从远紫外到射电）相关的流量，这些对于多波段后续观测具有重要意义。我们研究了在赫歇尔计划巡天中，宇宙历史上来自尘埃的总红外辐射以及大质量恒星形成中有多大比例应能被分辨，并发现该比例约为30-50%，具体取决于混淆程度。最后，我们表明赫歇尔巡天中的星系应具有显著的成团性。