用于 $P_{1D}$ 分析的对数正态 Lyman-$\alpha$ 林克谱合成生成
宇宙学与河外天体物理
2026-01-22 v2
摘要
Lyman- 林克谱的一维通量功率谱（P1D）探测了星际介质（IGM）中的小尺度结构，因此对各种宇宙和天体物理参数都高度敏感。这些参数包括物质功率谱的�幅和形状、IGM 的热力学历史、夸克质量之和，以及可能由于暗物质本质而引起的小尺度波动。然而，P1D 也高度依赖于观测和仪器系统误差，使得准确的合成谱对验证分析和量化这些效应至关重要，尤其是像暗能量光谱仪器（DESI）这样的高容量调查。我们提出了一种高效的对数正态模拟框架，用于生成专为 P1D 分析定制的一维 Lyman- 林克谱。该方法通过调节高斯场相关性和转换参数，捕捉平均传输通量随红移演化以及一维通量功率谱的尺度相关形状和�幅。在红移范围 的 DESI 早期数据发布（EDR）范围内，以及宽范围尺度（ s km s km）中，我们的模拟在亚百分之一精度下恢复平均通量的红移演化，并在百分之一水平上恢复 P1D。此外，我们讨论了此框架的潜在扩展，例如纳入天体物理污染物、连续不确定性以及仪器效应。此类改进将扩大其在 ongoing 和 upcoming 调查中的实用性，并支持更广泛的验证工作和系统误差研究，以支持 P1D 推断和精密宇宙学。
关键词
引用
@article{arxiv.2509.04405,
title = {Generation of Lognormal Synthetic Lyman-$\alpha$ Forest Spectra for $P_{1D}$ Analysis},
author = {Meagan Herbold and Naim Göksel Karaçaylı and Paul Martini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.04405},
year = {2026}
}
备注
21 pages, 5 figures, 1 table, submitted to JCAP