ALMA REBELS巡天:在$\mathbf{z \sim 7}$处的首次红外光度函数测量

我们基于具有ALMA光谱观测的UV选星系样本,呈现了再电离时期(EoR)的首个观测红外光度函数(IRLF)测量。我们的分析基于ALMA大计划再电离时期亮发射线巡天(REBELS),该计划以[CII] 158$\micron$谱线扫描瞄准42个位于$\mathrm{z=6.4-7.7}$的星系。16个源显示出尘埃探测,其中15个也通过[CII]线进行了光谱确认。样本的红外光度范围为$\log L_{IR}/L_\odot=11.4$至12.2。利用UVLF作为代理推导各目标源的有效体积,我们得到了IRLF估计,既包括探测源,也包括含红外光度上限的完整样本。所得IRLF可由特征光度$\log L_{*}/L_\odot=11.6^{+0.2}_{-0.1}$的Schechter函数很好再现。我们的观测结果与$z\sim7$处模拟预测IRLF的平均值总体一致。相反,我们的IRLF显著低于较低红移估计,表明从$z\sim4$到$z\sim7$进入再电离时期存在快速演化。在$z\sim7$处推断的宇宙恒星形成率密度的 obscured 贡献达$\mathrm{log(SFRD/M_{\odot}/yr/Mpc^{3}) = -2.66^{+0.17}_{-0.14} }$,至少为基于UV估计的$\sim$10%。我们得出结论,尘埃在EoR已大量存在,并讨论了通过未来ALMA与JWST观测揭示更大样本尘埃星系的可能性。