基于前向模型的星系偏袒：IllustrisTNG 星系的线性与二阶偏袒

我们利用星系聚类的场级前向模型与 EFT 似然形式，首次针对自洽模拟的星系，研究了线性偏袒参数 $b_1$ 与二阶偏袒参数 $b_2$ 和 $b_{K^2}$ 之间的关系。前向模型利用了星系分布中微扰论给定阶数下的全部信息，使得我们即便在较小体积（$L_{\rm box} = 205{\rm Mpc}/h$）中也能以高信噪比推断这些偏袒参数。我们考虑来自 IllustrisTNG 模拟的星系，主要结果是：基于纯引力模拟得到的总质量选定天体的 $b_2(b_1)$ 与 $b_{K^2}(b_1)$ 关系，在按恒星质量、恒星形成率、颜色和黑洞吸积率筛选的模拟星系中大体保持。我们还发现模拟星系的偏袒关系与近期若干观测星系样本估计结果吻合良好。在不同星系筛选标准下的一致性表明，这些偏袒关系的理论先验可用于改进基于观测星系样本的宇宙学约束。我们确实发现了流体动力学与纯引力模拟中偏袒关系的某些微小差异，并展示其可联系到星系性质与质量关系的环境依赖性。我们还表明，EFT 似然在边际化 8 个偏袒参数后，能从各类星系样本（包括按颜色和恒星形成率划分）以百分之一精度恢复 $\sigma_8$ 值。这一基于模拟星系的演示补充了先前以暗物质晕为示踪体的工作，并进一步强化了前向模型从星系数据推断宇宙学的潜力。