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利用红移空间失真的非扰动建模提升星系聚类分析

宇宙学与河外天体物理 2025-01-31 v1

摘要

红移空间失真(RSD)由星系的异常速度引起,是星系聚类分析中的关键建模挑战,限制了可可靠提取的尺度。与动力学或星系偏置效应不同,RSD 在所有尺度上都呈现出对非线性的敏感性。然而,当前主流的有效场论(EFT)方法并未对此类效应进行区分,该方法对所有效应都应用相同的扰动展开。本文探讨了另一种方法,即部分保留 RSD 的非扰动性质,并将其与 EFT 在分析来自光亮红星系的合成样本的功率谱和二阶谱多极子时进行比较。我们的结果表明,这种对 RSD 的独特处理方式对于两种统计量的模型预测都具有更好的鲁棒性,将 EFT 的有效范围从大约 0.2hMpc10.2\,h\,\mathrm{Mpc}^{-1} 扩展到 0.35hMpc10.35\,h\,\mathrm{Mpc}^{-1}(单阶功率谱)以及从 0.1hMpc10.1\,h\,\mathrm{Mpc}^{-1} 扩展到 0.14hMpc10.14\,h\,\mathrm{Mpc}^{-1}(树状二阶谱)。这导致对宇宙学参数约束的精度显著提升,对于功率谱多极子alone,Hubble 参数、物质密度和标量幅度波动不确定度分别降低 2020-4040%;联合分析二阶谱时降低 2525-5050%。因此,本文提出的 RSD 处理方式可能在最大化当前和未来星系调查的科学回报方面发挥关键作用。为支持这一进步,本文中用于功率谱和二阶谱的所有模型均通过扩展版 Python 软件包 COMET 提供。

关键词

引用

@article{arxiv.2501.18597,
  title  = {Boosting galaxy clustering analyses with non-perturbative modelling of redshift-space distortions},
  author = {Alexander Eggemeier and Nanoom Lee and Román Scoccimarro and Benjamin Camacho-Quevedo and Andrea Pezzotta and Martin Crocce and Ariel G. Sánchez},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2501.18597},
  year   = {2025}
}

备注

28+6 pages, 17 figures