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IllustrisTNG 模拟中 $z \sim 1-2$ 处星系与宇宙网的对齐

宇宙学与河外天体物理 2023-07-13 v2

摘要

星系形成理论预言星系形状与角动量同宇宙网存在非随机对齐。这导致星系对之间的所谓内禀对齐,作为弱引力透镜的 nuisance 参数,其量化十分重要。我们在 IllustrisTNG 流体动力学模拟套件中研究红移 1 与 2 处的星系-宇宙网对齐,发现对齐趋势与先前研究一致。然而,我们发现自旋对齐信号的幅度比先前 Horizon-AGN 模拟研究中看到的弱约 2.4×2.4 \times,表明该信号可能显著依赖于子网格物理。基于 IllustrisTNG,我们随后构建了可探测 z12z \sim 1-2 处形状-宇宙网对齐的模拟观测光谱巡天,其建模参考了即将开展的 Subaru 主焦点光谱仪星系演化(PFS GE)巡天上低红移星系红移与 IGM 层析巡天。然而,即使在 L=205h1MpcL=205\,h^{-1}\,\mathrm{Mpc} 的箱尺寸下,我们发现全局各向异性在 2D 投影对齐信号中引入了依赖于投影方向的样本方差——这导致观测对齐的显著误差。我们预言 Subaru PFS GE 将在 z1z \sim 1 处以 5.3σ5.3\sigma 探测到 IllustrisTNG 的形状对齐信号,尽管在 z2z \sim 2 处探测将具挑战性。然而,对 TNG 与 HorizonAGN 模拟间相对对齐信号强度的粗略重标定表明,PFS GE 应当能够更轻易地约束后者较强的信号。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.09331,
  title  = {Alignments Between Galaxies and the Cosmic Web at $z \sim 1-2$ in the IllustrisTNG Simulations},
  author = {Benjamin Zhang and Khee-Gan Lee and Alex Krolewski and Jingjing Shi and Benjamin Horowitz and Robin Kooistra},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.09331},
  year   = {2023}
}

备注

28 pages, 10 figures. Accepted by The Astrophysical Journal