利用[CII]强度映射研究高红移星系

我们研究了再电离时期（EoR）星系的[CII]谱线强度映射（IM）信号，以评估其可探测性、约束$L_{\rm CII}-{\rm SFR}$关系的可能性，以及从未来实验中恢复[CII]光度函数（LF）。通过经验性地假设${\rm log}L_{\rm CII}={\rm log}A+\gamma {\rm SFR}\pm\sigma_L$，我们从观测到的UV LF推导出[CII] LF以及[CII] IM功率谱。我们分别研究了散粒噪声与全功率谱。尽管一般而言，散粒噪声成分的信噪比远高于成团成分，但它不能用于对log$A$和$\gamma$施加独立约束。全功率谱测量对于打破这种简并并重建[CII] LF至关重要。在我们基准化的S1巡天（受CCAT-p/1000 hr启发）中，于$z \sim 6$处，所考虑的5种$L_{\rm CII}-{\rm SFR}$关系中有2（1）种的散粒噪声（成团）信号可探测。散粒噪声通常由$L_{\rm CII}\gtrsim 10^{8-9}~L_\odot$（$M_{\rm UV}\sim-20$至$-22$）的星系主导，这已在ALMA定点观测可及范围之内。然而，鉴于此类望远镜视场较小，IM实验将提供关于LF亮端的独特信息。IM实验的探测深度关键取决于EoR中（约束很差的）$L_{\rm CII}-{\rm SFR}$关系。若$L_{\rm CII}-{\rm SFR}$关系在较宽的log$A - \gamma$范围内变化，但仍与ALMA [CII] LF上限一致，则即便$L_{\rm CII}$暗至$\sim 10^7~L_\odot$的星系信号也可能被探测到。最后，我们考虑了连续谱前景（CIB、尘埃、CMB）与CO干扰线的污染，并推导了可靠提取[CII]信号所需的残余污染水平要求。