用宇宙学流体动力学模拟重现亚毫米星系计数

匹配高红移亚毫米选星系(SMGs)的数目计数一直是星系形成模型中的长期难题。本文中,我们使用三维尘埃辐射转移来模拟 SIMBA 宇宙学流体动力学模拟中星系的亚毫米发射,并将预测结果与最新的单碟望远镜对 850$\mathrm{\mu m}$ 选源丰度的观测约束进行比较。我们发现其积分 850$\mathrm{\mu m}$ 光度函数形状吻合良好,且在 $> 3 \; \mathrm{mJy}$ 处归一化偏差在 0.25 dex 以内,这对于完全宇宙学流体动力学模拟而言前所未有,同时在亮 SMGs 的红移分布上也吻合良好。这一吻合主要源于 SIMBA 在 $z = 2-4$ 高恒星形成率(SFR)区间与红外测量的 SFR 函数吻合良好。同样重要的是 SIMBA 中自洽的实时尘埃模型,其预测的平均尘埃质量(最高可达 2.5 倍)高于采用固定尘埃—金属比 0.3 的情形。我们构建了一个光锥以研究远场混合效应,发现 52% 的源为多个成分的混合,这对亮端数目计数归一化的贡献较小。我们给出了 850$\mathrm{\mu m}$ 光度随 SFR 与尘埃质量变化的新的拟合关系。我们的结果表明,诸如 top-heavy IMF 等用于解释模拟与观测中亚毫米计数差异的奇特方案是不必要的,亚毫米亮阶段是大质量星系演化的自然结果。