利用本动速度探测大尺度功率谱的新方法

我们提出了一种利用星系本动速度探测大尺度功率谱的新策略。我们探讨了仅覆盖天球上两个相对方向小视场巡天的特性。这类巡天相比试图覆盖全天区的巡天具有若干优势；特别是，通过将星系集中在窄锥体内，这类巡天能够以适中的天体数量达到测量速度场多个矩所需的密度，即使对于旨在探测尺度大于100 h⁻¹ Mpc的巡天也是如此。我们构建了具有这种几何形状的模拟巡天，并根据它们最敏感的三个矩进行分析。我们计算了这些矩的窗函数，并构建了一个χ²统计量，可用于对功率谱施加约束。为了探索这些巡天的灵敏度，我们计算了矩的期望值及其相关的测量噪声，作为巡天参数（如密度和深度）的函数，并针对几种流行的结构形成模型进行了计算。此外，我们还研究了这类巡天在区分不同功率谱方面的能力，发现对于相同数量的天体，锥形巡天在区分流行的宇宙学模型方面与全天巡天一样好甚至更好。我们发现，一个包含200-300个星系本动速度、距离误差为15%、分布在两个张角约10°的锥体内的巡天，可以在100-300 h⁻¹ Mpc尺度上对功率谱施加显著的约束，而目前在该尺度上几乎没有其他约束。