对 Planck 选出的高红移恒星形成星系原星系团及其归宿的质疑

在 Planck 全天巡天中，于亚毫米波段识别出了约2100个红移 z=1-4 的恒星形成星系原星系团候选体。对少数候选体的后续光谱观测已确认存在具有高恒星形成率的实际星系过密区。在本工作中，我们使用最先进的流体动力学模拟来研究 Planck 高红移亚毫米源是否为 z=0 处大质量星系团的前身。为将 PHz 源与模拟晕匹配，我们在 TNG300 模拟中从 z=3 到 z=1.3 选取最剧烈恒星形成的晕。模拟原星系团候选体的总恒星形成率（SFR）由对应于 Planck 束大小的孔径内所有星系的 SFR 计算得出，包括沿视线方向的那些星系。模拟以以下两者之和重现了 Planck 推导的 SFR：至少一个最剧烈恒星形成高红移晕的 SFR，以及沿视线方向的恒星形成源的平均贡献。聚焦于经光谱确认的 PHz 原星系团，我们将其星系成员观测性质与最剧烈恒星形成的模拟晕中的性质进行比较。我们发现恒星质量与 SFR 分布以及星系计数数目吻合良好，但模拟星系的 SFR-恒星质量关系相对于观测值倾向于向更低 SFR 偏移。基于模拟晕的估计最终质量，我们推断 63% 至 72% 的 Planck 选中原星系团将演化为 z=0 处的大质量星系团。尽管存在沿视线方向的恒星形成星系污染，我们借助模拟确认了 Planck 在宇宙正午（Cosmic Noon）筛选恒星形成原星系团的有效性，并给出了利用如星系成员数目及其 SFR 分布等观测量筛选高红移大质量星系团前身的新判据。