微扰理论下星系功率谱多极矩的协方差

我们在微扰理论中计算了星系功率谱多极矩的协方差，包含了非线性演化、非线性与非局域偏袒、径向红移空间畸变、任意巡天窗口以及散粒噪声的效应。我们将功率谱 FKP 估计量重写为通常的加窗星系涨落与巡天体积内星系数目涨落的形式。我们表明这导致了比文献中所假设更强的超样本协方差，并引起高斯信息的显著泄漏。我们将协方差矩阵分解为若干贡献项，从而深入理解其在不同偏袒示踪物下的行为。我们展示，对于真实巡天，功率谱多极矩的协方差在弱非线性区已主要由散粒噪声与超巡天模式耦合主导。这两种效应均可被解析精确建模，使得协方差的微扰处理极具吸引力。我们的方法允许协方差作为宇宙学参数与偏袒参数的函数被高效地变化，其中巡天几何以固定核的形式进入，可使用快速傅里叶变换（FFTs）单独计算。我们发现，我们的解析协方差与由 BOSS DR12 Patchy 模拟星表估计的协方差在测试的全部范围（直至 $k=0.6$ h/Mpc）内高度一致。这为应用于 DESI 与 Euclid 等未来巡天带来了良好前景。本文附带的 CovaPT 代码可在 https://github.com/JayWadekar/CovaPT 获取。