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CAMELS 仿真中宇宙色散度量的神经网络模型

宇宙学与河外天体物理 2025-01-29 v1 星系天体物理

摘要

快速射电脉冲信号(FRB)测得的宇宙色散度量(DM)的概率分布 p(DM)p(\mathrm{DM}) 包含关于宇宙学和星系反馈的信息。本文研究了来自 CAMELS 水动力学仿真套件所抽样的完整拉丁超立体体(Latin Hypercube)参数中反馈参数对 p(DM)p(\mathrm{DM}) 影响。我们构建了一个神经网络(NN)模型,能够在 z1z\leq1 的任意红移处良好模拟反馈对 p(DM)p(\mathrm{DM}) 的影响。利用该 NN 模型,我们进一步研究了参数 FσDMz1/2F\equiv\sigma_{\rm DM} \, z^{1/2},该参数常用于概括 p(DM)p(\mathrm{DM}) 的离散程度。我们发现 FF 对每个反馈参数都不呈单调依赖,而是每个反馈机制以非平凡方式共同影响最终反馈强度。我们在整个参数空间中找到的最大 FF 值仍小于 Baptista 等人 2024 年观测 FRB DM 约束的值,这指向了由于小仿真盒子尺寸导致的 CAMELS 套件局限性。在 larger box尺寸的 CAMELS 类仿真套件推出后,类似模型可用于约束来自不断增加的 FRB 观测样本中支配星系反馈参数的模型。

关键词

引用

@article{arxiv.2501.16709,
  title  = {A Neural Network Model for the Cosmic Dispersion Measure in the CAMELS Simulations},
  author = {Qi Guo and Khee-Gan Lee},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2501.16709},
  year   = {2025}
}

备注

9 pages, 4 figures