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KiDS-1000:利用层析弱引力透镜探测对纯冷暗物质功率谱的偏离

宇宙学与河外天体物理 2025-06-18 v2

摘要

非线性结构增长中的模型不确定性限制了当前宇宙学参数的探测。为了进一步阐明非线性尺度的物理,我们仅依赖背景宇宙学、源红移分布以及源的内禀对齐 (IA) 幅度(及其不确定性),从千度巡天 (KiDS) 的透镜数据重建了精细分箱的三维功率谱。采用的 Tikhonov 正则化稳定了反投影,使得能够在独立的 zz 分箱中进行贝叶斯重建。在对算法进行了详细描述并使用模拟数据进行性能测试之后,我们给出了功率谱的结果,表示为相对于仅包含冷暗物质结构增长的 ΛCDM\Lambda\rm CDM 参考谱的相对偏差。在 z1z\lesssim1 的整个范围内取平均后,与 \emph{Planck} 一致的参考谱需要在非线性尺度 k=0.05k=0.05--10hMpc110\,h\,\rm Mpc^{-1} 上有高达 20%20\%--30%30\% 的显著抑制(68%68\% 置信区间,CI)才能匹配 KiDS-1000。相反,具有较低 S80.73S_8\approx0.73 的参考谱避免了抑制,并在 20%20\% 的容差范围内匹配了 KiDS-1000 谱。然而,当分解为三个 zz 分箱时,无论参考谱如何,我们仅在 z0.4z\approx0.4--0.130.13 范围内探测到结构增长,而在 z0.7z\approx0.7--0.40.4 范围内则未探测到。这可能表明 KiDS-1000 中存在虚假的系统误差、内禀对齐 (IA) 模型的不准确,或者可能是一个具有延迟结构增长的非标准宇宙学模型。在不久的将来,使用我们的算法分析第四阶段巡天的数据有望实现更精确的功率谱重建。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.04449,
  title  = {KiDS-1000: Detection of deviations from a purely cold dark matter power spectrum with tomographic weak gravitational lensing},
  author = {Patrick Simon and Lucas Porth and Pierre Burger and Konrad Kuijken},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.04449},
  year   = {2025}
}

备注

15 pages main text plus 7 pages Appendix, 15 figures, accepted by A&A after moderate changes