利用 COLA 在修正引力模型中快速生成模拟星系目录

我们研究了在修正引力（MG）模型中利用共动拉格朗日加速度（COLA）模拟并结合晕占据分布（HOD）形式生成星系模拟目录的可行性。本工作中，我们聚焦于两类修正引力理论：具有变色龙机制的 $f(R)$ 引力，以及包含 Vainshtein 机制的膜世界模型（nDGP）。我们使用一套 MG 中的完整 $N$ 体模拟作为基准来检验 COLA 模拟的精度。在暗物质（DM）层面，我们表明 COLA 能准确重现直至 $k \sim 1 h {\rm Mpc}^{-1}$ 的物质功率谱，但在重现速度场方面精度较低。为生成晕目录，我们发现 ROCKSTAR 晕 finder 在 COLA 模拟中表现不佳。另一方面，使用简单的 Friends-of-Friends（FoF）finder 以及从 FoF 质量到球状过密度质量的经验质量转换，我们能够在 COLA 中生成与 $N$ 体模拟中高度一致的晕目录。为考虑 MG 第五力对晕轮廓的影响，我们推导了浓度-质量与速度弥散-质量关系的简单拟合公式，并利用 $N$ 体模拟中的 ROCKSTAR 晕目录进行标定。随后我们利用这些结果将 HOD 形式扩展至 COLA 中的修正引力模拟。我们使用一个五参数 HOD 模型，通过调整使其获得红移空间中的星系目录。我们发现尽管 HOD 模型具有很大自由度，MG 仍在红移空间功率谱多极矩中留下特征印记，且这些特征被 COLA 星系目录很好地捕捉。