等级宇宙中的亚毫米星系：数计数、红移分布及对初始质量函数的启示

高红移亚毫米星系（SMGs）是宇宙中恒星形成最快的星系之一。历史上，星系形成模型难以解释观测到的 SMG 数计数。我们将半经验模型与 3D 流体动力学模拟及 3D 尘埃辐射转移相结合，以预测未透镜 SMG 的数计数。由于我们星系的恒星质量函数、气体和尘埃质量以及大小均受约束以匹配观测值，我们可以隔离与星系并合动力学演化及尘埃辐射转移相关的不确定性。我们模型预测的数计数和红移分布与观测结果吻合良好。孤立盘星系主导了较暗（S_1.1 < ~1 mJy，或 S_850 < ~2 mJy）的群体。较亮的源是并合诱导的星暴和星系对 SMG 的混合体；后者亚群在所有 S_1.1 > ~0.5 mJy（S_850 > ~1 mJy）的 SMG 中约占 30-50%。平均红移约为 3.0-3.5，具体取决于流量截断值，且最亮的源倾向于处于更高的红移。由于星系对 SMG 将被 ALMA 分辨为多个较暗的源，ALMA 观测到的亮源计数应比单天线望远镜观测到的少多达 2 倍。我们的模型（使用 Kroupa IMF）与观测结果的一致性表明，高红移星暴中的初始质量函数（IMF）不必是顶重型的；如果 IMF 是顶重型的，我们的模型将高估数计数。我们得出结论，某些模型在重现观测到的 SMG 计数方面的困难，可能指示了更普遍的问题——例如对大质量星系丰度的低估，或恒星形成率 - 恒星质量关系的归一化低于观测值——而非 SMG 群体特有的问题。