用星系形成的半经验模型模拟深场哈勃图像

我们使用仅含少数基本假设和参数的星系形成半经验模型模拟哈勃空间望远镜（HST）的深场图像。我们将模拟一直投影到观测域，向图像中添加宇宙学效应和仪器效应，并以与真实 HST 图像相同的方式对其进行分析（“前向建模”）。这是检验和比较星系演化模型的强大工具，因为它允许我们在自动考虑所有相关选择效应的同时，对预言的与观测的星系性质分布进行无偏比较。我们的半经验模型将每个暗物质晕中填入一个具有确定恒星质量和尺度半径的星系。我们利用恒星种群合成模型，从每个模拟星系演化的恒星质量计算其光度和光谱。我们计算恒星质量-晕质量关系中的内禀弥散，该弥散通过对每个晕的并合历史强制恒星质量单调增加而自然产生。模拟星系图像取自 Sloan Digital Sky Survey 中真实星系的截片，其大小和流量经重新缩放以匹配模型星系。星系光度、大小和面亮度的分布依赖于模型中可调整的参数，并且对于这些参数的合理取值，它们与观测吻合良好。测得的星系星等和大小存在显著的依赖于星等的偏差，在星等探测极限附近两者均被低估。被探测到的星系比例以及被探测到的光比例也敏感依赖于模型的细节。