红移空间中的暗物质与晕双谱：理论与应用

我们提出了一种对红移空间中双谱标准微扰理论预测的现象学修正，该修正允许我们将模型扩展至宽红移范围（$z\leq1.5$）内的 mildly 非线性尺度。我们发现，该模型可以以约 5% 的精度描述暗物质粒子的双谱：在 $z=0$ 时适用于 $k_i\lesssim0.10\,h/{\rm Mpc}$，在 $z=0.5$ 时适用于 $k_i\lesssim0.15\,h/{\rm Mpc}$，在 $z=1.0$ 时适用于 $k_i\lesssim0.17\,h/{\rm Mpc}$，以及在 $z=1.5$ 时适用于 $k_i\lesssim0.20\,h/{\rm Mpc}$。我们还测试了该拟合公式是否能够以类似的精度描述具有不同 $\Omega_m$（范围 $0.2\lesssim \Omega_m \lesssim 0.4$）的宇宙学模型的双谱，进而描述在 $z=0$ 时具有不同对数增长率 $f$（$0.4\lesssim f(z=0) \lesssim 0.6$）的情况。我们应用此新公式，通过结合暗物质粒子和晕的红移空间功率谱单极矩和四极矩与双谱单极矩，来恢复偏置参数、$f$ 和 $\sigma_8$。我们发现，这三种统计量的组合可以打破 $b_1$、$f$ 和 $\sigma_8$ 之间的简并。对于暗物质粒子，新模型可用于以约 1% 的精度恢复 $f$ 和 $\sigma_8$。对于暗物质晕，我们发现 $f$ 和 $\sigma_8$ 呈现出较大的系统性偏移，约为 10%。这些系统性偏移源于偏置与红移空间畸变相互作用建模的局限性，随着未来巡天的统计误差达到这一水平，这将成为一个限制因素。方便的是，我们发现这些残余系统误差在参数组合中得到了缓解。本文中提出的双谱建模改进将有助于从当前和未来的星系巡天中提取信息。[节选]