物质功率谱、其协方差矩阵及重子效应的解析模型

我们开发了一个物质功率谱模型，将其表示为 Zeldovich 近似与$k$的偶次幂之和，即$A_0 - A_2k^2 + A_4k^4 - ...$，并在低$k$处进行补偿。包含至$k^4$项的模型可以在广泛的红移和模型范围内，以百分之几的精度预测真实功率谱直至$k\sim 0.7 h \rm{Mpc}^{-1}$。$A_n$系数包含关于宇宙学的信息，特别是涨落幅度。我们将协方差矩阵写成高斯部分与$A_0$方差之和的简单形式，这与模拟结果吻合极好。相比之下，我们表明需要超过 1000 $({\rm Gpc}/h)^3$的 N-body 模拟体积才能使协方差矩阵收敛到 1\% 的精度。我们研究了超样本方差效应，并表明它可以建模为一个可从数据中确定的附加参数。这使得对于 1$({\rm Gpc}/h)^3$的巡天体积，$\sigma_8$幅度的测定精度可达约 0.2\%，而否则仅为 0.4\%。我们利用 van Daalen (2011) 的流体动力学模拟探索了这些系数对重子效应的敏感性。我们发现，由于重子在晕内重新分布物质，所有$n>0$的系数$A_{2n}$都受到重子效应的强烈影响，而$A_0$几乎保持不变，这是晕质量守恒的结果。我们的结果表明，诸如弱透镜功率谱等观测可以有效地对重子效应进行边缘化处理，同时仍然保留包含在$A_0$和 Zeldovich 项中的大部分宇宙学信息。