通过增强型非局部涨落 Gunn-Peterson 近似在红移空间进行场级莱曼-alpha 森林建模

我们提出了一个改进的分析模型，用于从暗物质场在红移空间预测场级莱曼-alpha 森林（Lyman-alpha forest），该模型扩展了广泛使用的涨落 Gunn-Peterson 近似（FGPA）。特别地，我们在模型中引入了宇宙网环境（节点、纤维状结构、片层、空洞）的依赖性，从而有效地考虑了非局部偏倚。此外，我们在红移空间畸变建模中包含了速度偏倚的细致处理，使速度偏倚可依赖于宇宙网。我们发现证据表明，同一模型参数在不同环境中存在显著差异，这表明在所研究的设置下，简单标准 FGPA 无法充分预测不同宇宙网体制下的莱曼-alpha 森林。我们复现了用于比较的参考宇宙学流体动力学模拟的汇总统计量，产生了精确的平均透射流量、概率分布函数、三维功率谱和双谱。特别地，在莱曼-alpha 森林三维功率谱上，我们实现了直至 k∼0.4 h Mpc^{-1} 的最大偏差和平均偏差精度分别为 ∼3% 和 ∼0.1%，直至 k∼1.4 h Mpc^{-1} 分别为 ∼5% 和 ∼1.8%。我们的新模型在所有被探测的汇总统计量上均优于先前预测场级莱曼-alpha 森林的分析工作，并有可能成为在当前及未来莱曼-alpha 森林巡天中生成快速精确模拟数据以估计协方差矩阵的重要工具。