弱引力透镜巡天的最优巡天几何：最小化超样本协方差

即将到来的大天区弱引力透镜巡天在时间和成本上均十分昂贵，需要最优的巡天设计，以便从固定的可用望远镜时间中获得最大的科学回报。超样本协方差（SSC）源于大于巡天尺度的不可观测模式，即使对于大天区巡天，也会显著降低弱引力透镜功率谱测量的统计精度。利用对数正态模型的 1000 次模拟实现（该模型近似了 $\Lambda$ 主导的冷暗物质模型下的弱引力透镜场），我们研究了最小化 SSC 污染影响的最优巡天几何。对于固定巡天面积的连续巡天几何，更细长的几何形状（如边长比为 1:400 的矩形）可减少 SSC 效应，并与正方形或圆形等紧凑几何相比，使功率谱测量的累积信噪比（$S/N$）提高 2 倍（直至 $\ell_{\rm max}\simeq$ 几千）。当我们允许巡天几何不连续但总面积固定时，假设以 $1\times 1$ 平方度斑块作为巡天足迹的基本构建块，最佳策略是将这些斑块以约 15 度的间隔放置。该分离角对应于两点相关函数具有负最小值的尺度。最佳配置允许有效覆盖面积增加 100 倍，并在高多极矩处使 $S/N$ 提高 2.5 倍，从而比紧凑几何覆盖更宽的多极矩范围。