IllustrisTNG 模拟首批结果：物质与星系成团

星系形成的流体动力学模拟现已达到足够的体积，能够对宇宙学相关尺度上的成团现象做出精确预测。在此，我们利用新的 IllustrisTNG 模拟，在极宽的尺度范围内研究了重子、暗物质、星系和晕的非线性相关函数与功率谱。我们发现，重子效应增强了小尺度上的暗物质成团，并在高达 $k \sim 10\ h/\mathrm{Mpc}$ 的尺度上使总物质功率谱抑制了约 20%。恒星质量的非线性两点相关函数在很宽的尺度范围内接近幂律形式，并且从极高红移至今在时间上近似不变。模拟星系的两点相关函数与 SDSS 在其平均红移 $z \sim 0.1$ 处的观测结果吻合良好，无论是作为恒星质量的函数，还是按星系颜色分类时均如此，除了在恒星质量范围 $10^9$-$10^{10}\ M_\odot/h^2$ 内红色星系的成团存在轻微超出。鉴于这种一致性，TNG 模拟可为不同星系样本的成团偏倚提供有价值的理论预测。我们发现，星系自相关函数的成团长度强烈依赖于恒星质量和红移。其幂律斜率 $\gamma$ 几乎不随恒星质量变化，但从红移 $z=0$ 处的 $\gamma \sim 1.8$ 下降至红移 $z \sim 1$ 处的 $\gamma \sim 1.6$，此后斜率再次变陡。我们在大尺度结构的不同观测示踪物的偏倚中探测到了显著的尺度依赖性，其范围延伸至重子声学振荡区域，并导致声学峰产生约 5% 的名义偏移（幸运的是这是可修正的）。