500米口径球面射电望远镜FAST发现的最远HI星系

中性氢(HI)是冷星际介质(ISM)的主要组成部分，也是恒星形成的燃料库。由于现有射电望远镜的灵敏度，我们对星系中ISM演化的理解仍然有限，因为它仅基于在本地宇宙之外探测到的几百个HI星系。凭借500米口径球面射电望远镜(FAST)的高灵敏度，我们进行了盲HI搜索——FAST超深场巡天(FUDS)，延伸至红移高达0.42，灵敏度为50 μJy·beam⁻¹。在此，我们报告了首次在z>0.38处发现的六个HI星系。对于这些星系，FAST的角分辨率约为4'，对应的平均线尺度约为1.3 h₇₀⁻¹ Mpc。这些星系是已知最远的HI发射探测之一，其中一个具有最大的HI含量(10¹⁰·⁹³±⁰·⁰⁴ h₇₀⁻² M⊙)。利用DESI巡天的最新数据以及Hale、BTA和Keck望远镜的新观测，在3σ位置不确定性(0.5 h₇₀⁻¹ Mpc)和200 km·s⁻¹退行速度范围内探测到了所有星系的光学对应体。假设HI的主要来源是已识别的光学对应体，我们发现了星系HI含量在过去42亿年间演化的证据。我们的新高红移HI星系样本为更好地研究星系中冷气体的演化提供了机会。未来更大的样本量将使我们能够完善对星系形成与演化的认识。