重子效应对宇宙物质分布的影响如何随尺度与局部密度环境变化？

在本研究中，我们主要利用一种新颖的统计量——环境依赖小波功率谱（env-WPS），考察重子效应如何随尺度与局部密度环境变化。借助 EAGLE、SIMBA、Illustris 和 IllustrisTNG 四套最先进的宇宙学模拟套件，我们在 $z=0$ 处比较了流体动力学模拟与仅含暗物质（DMO）模拟中总物质密度场的环境依赖小波功率谱。我们发现，在 $\rho_\mathrm{m}/\bar\rho_\mathrm{m}<0.1$ 的最空环境中，成团性受抑制最强，在 $\sim1.86-10.96\ h\mathrm{Mpc}^{-1}$ 尺度上最大抑制幅度达 $\sim67-89$%，而在高密度环境的小尺度上抑制较弱（Illustris 除外）。在 $\rho_\mathrm{m}/\bar\rho_\mathrm{m}\geqslant0.316$（EAGLE 中为 $\geqslant10$）的环境中，反馈还在中大尺度上导致增强特征，这在 $\rho_\mathrm{m}/\bar\rho_\mathrm{m}\geqslant100$ 的最致密环境中最为显著，并在 $\sim0.87-2.62\ h\mathrm{Mpc}^{-1}$ 尺度上达到最大 $\sim 7-15$% 的增强（Illustris 除外）。局部环境的重子比例随密度增大而减小，表明反馈强度，并可能解释模拟间的一些差异。我们还测量了局部环境的体积分数与质量分数，其受重子物理影响达 $\gtrsim 1$%。总之，我们的结果表明重子过程可在 $k>0.1\ h\mathrm{Mpc}^{-1}$ 的尺度上强烈修改整体宇宙结构，这鼓励了该方向的进一步研究。