来自 CSST 星系团的暗能量限制

我们研究了中国空间站望远镜(CSST)巡天预期的星系团样本约束暗能量性质的能力。通过将给定真实质量下观测团质量的分布建模为对数正态,并采用观测质量 $M_{200m} \geq 0.836 \times 10^{14} h^{-1}M_{\odot}$ 的选源阈值,我们发现 CSST 在红移范围 $0 \leq z \leq 1.5$ 内可探测到约 $4.1 \times 10^{5}$ 个星系团。我们构建了 CSST 星系团计数的 Fisher 矩阵,并预测了具有常数($w_0$CDM)和含时($w_0w_a$CDM)状态方程的模型中暗能量参数的限制。在自校准方案中,$w_0$CDM 模型的暗能量状态方程参数 $w_0$ 可被限制到 $\Delta w_0 = 0.036$。若将 $w_a$ 作为自由参数加入,对于 $w_0w_a$CDM 模型我们得到 $\Delta w_0 = 0.077$ 和 $\Delta w_a = 0.39$,其 ($w_0,w_a$) 的 Figure of Merit 为 68.99。若我们对观测-质量标度关系有完美认知(「已知 SR」方案),则 $w_0$CDM 模型可得 $\Delta w_0 = 0.012$,$w_0w_a$CDM 模型可得 $\Delta w_0 = 0.062$ 和 $\Delta w_a = 0.24$。暗能量 ($w_0,w_a$) 的 Figure of Merit 增至 343.25。通过将星系团最大红移从 $z_{max} \sim 1.5$ 扩展到 $z_{max} \sim 2$,暗能量 ($w_0,w_a$) 的 Figure of Merit 在自校准方案下增至 89.72、在「已知 SR」方案下增至 610.97,分别提升了约 $1.30$ 倍和 $1.78$ 倍。我们发现只要星系团红移误差小于 0.01(CSST 可达到),其红移不确定性对暗能量限制的影响可忽略。我们还发现对数质量的偏置必须校准到 $0.30$ 或更好,以避免显著的暗能量参数偏置。