高红移星系周围延展 [C II] 晕的功率谱

ALMA 观测已在红移较高（$z \gtrsim 5$）的恒星形成星系周围探测到延展（$\simeq 10$ kpc）的 [C II] 晕。若此类延展结构普遍存在，它们可能对谱线强度映射（LIM）信号产生影响。我们计算了包含中心星系与 [C II] 晕的 LIM 功率谱，并研究了此类信号在 ALMA LIM 巡天中的可探测性。我们以 S\'ersic+指数轮廓对中心星系与 [C II] 晕亮度建模。该模型有两个自由参数：有效半径比 $f_{R_e}$，以及两成分间的中心面亮度比 $f_{\Sigma}$。[C II] 晕可显著增强 LIM 功率谱信号。例如，对相对紧致的 [C II] 晕（$f_\Sigma=0.4$，$f_{R_{\rm e}}=2.0$），信号增强约 20 倍；对更延展且弥散的晕（$f_\Sigma=0.1, f_{R_{\rm e}}=6.0$），信号增强约 100 倍。对 ALMA ASPECS 巡天（分辨率 $\theta_{\rm beam} = 1.13''$，巡天面积 $\Omega_{\rm survey}=2.9\,\rm arcmin^{2}$），仅当 deL14d [C II] - SFR 关系成立时 [C II] 功率谱才可探测。然而，采用优化巡天（$\theta_{\rm beam} = 0.232''$，$\Omega_{\rm survey}=2.0\,\rm deg^{2}$），对本文所考虑几乎所有 [C II] - SFR 关系功率谱均可探测。此类巡天能以约 15%（约 10%）的相对不确定度约束 $f_\Sigma$（$f_{R_{\rm e}}$）。成功的 LIM 实验将对延展 [C II] 晕的性质、起源与出现频率，以及早期 [C II] - SFR 关系提供独特约束。