北京时间9月10日，500米口径球面射电望远镜FAST超深场巡天（FAST Ultra-Deep Survey，FUDS）项目组在《天体物理学报增刊系列》（2024，ApJS）发表迄今为止红移覆盖最大的中性氢星系源表。在0.72平方度的天区内探测到128个中性氢星系，包括六个最高红移（z>0.38，距离约50亿光年）星系、一个最大中性氢质量星系（图1和2），为研究星系中气体演化提供了无偏样本。同时，还探测到三个暗弱的高速云（HVC）。
中性氢是宇宙中最基本的元素，也是漩涡星系的重要组分。通过观测宽红移范围的中性氢星系，天文学家可以对宇宙中性氢密度、中性氢质量函数等的演化进行系统研究。中、高红移中性氢星系巡天项目（如：荷兰WSRT的BUDHIES、美国甚大阵VLA的CHILES、澳大利亚SKA探路者望远镜ASKAP的DINGO、南非SKA探路者望远镜MeerKAT的LADUMA等），除美国Arecibo 305米望远镜的AUDS (z<0.16，最远星系距离约22亿光年)外尚未完整星表发布。
中国科学院国家天文台彭勃研究员领导的国际团队，利用FAST开展超深场巡天（FUDS），发挥FAST大接收面积和19波束接收机大视场优势，对远距离或暗弱中性氢星系开展"盲寻"（blind survey）。自主开发了FAST数据校准及星系搜寻程序，并完成了其先导巡天（FUDS0）的数据处理、完备性和可靠性分析。审稿人评价该巡天“比前人（红移）范围大很多”（a much wider range than covered by previous surveys），将为类似中性氢巡天项目的分析提供 “标准”（will serve as a standard reference for similar analyses of future HI 21-cm surveys）。
图1：红移覆盖和质量分布图。黑点展示了FUDS0星系在质量和红移上的分布，灰线为3-sigma探测极限。
图2：FAST超深场巡天FUDS项目探测到红移覆盖最大的中性氢星系示意图。
文章第一作者为国家天文台席宏伟博士，通讯作者为国家天文台彭勃研究员和西澳大学Lister Staveley-Smith教授。合作者还有西澳大学Bi-Qing For博士、国家天文台刘彬博士和丁德健博士研究生。
论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/ad67d5
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