基于SPICA中红外仪器的巡天预测

我们给出了利用拟用于宇宙学与天体物理空间红外望远镜(SPICA)的中红外(MIR)仪器(SMI)在连续谱和发射线中可探测星系的数目计数与红移分布预测。我们考虑了24条MIR精细结构线、4个多环芳香烃(PAH)带(位于6.2、7.7、8.6和11.3$\mu$m)以及两个硅酸盐带(发射和吸收)位于9.7$\mu$m和18.0$\mu$m。这些谱线中有6条主要与活动星系核(AGNs)相关，其余与恒星形成相关。使用SMI光谱仪进行每视场(FoV)1小时积分、覆盖$1\,\hbox{deg}^2$区域的巡天，将产生$\simeq 140$条AGN谱线和$\simeq 5.2\times10^{4}$个恒星形成星系的$5\,\sigma$探测，其中$\simeq 1.6\times10^{4}$个星系将在至少两条谱线中被探测到。结合浅层($20.0\,\hbox{deg}^{2}$，每FoV $1.4\times10^{-1}$ h积分)与深层巡天($6.9\times10^{-3}\,\hbox{deg}^{2}$，635 h积分时间)，使用SMI相机，总计$\sim$1000 h，将精确确定星系与AGN在流量密度上跨越五个数量级的MIR数目计数，达到比最深的Spitzer $24\,\mu$m巡天暗一个数量级以上的值。这将使我们能够确定宇宙恒星形成率(SFR)函数，直至比赫歇尔空间天文台达到的SFR暗100倍以上的范围。