Lya2pcf：高效估算Lyman-α林区两点和三点关联函数的管线
宇宙学与河外天体物理
2026-04-23 v1
摘要
通过Lyman-α林区研究宇宙物质分布可约束高红移 regime下的小尺度物理。光谱类星系测量正在产生日益庞大的数据集，需要高效算法来计算关联函数。此外，基于Lyman-α林区的宇宙学分析可显著受益于将更高阶统计量纳入传统两点关联函数之内。本文中，我们提出Lya2pcf，一个用于计算Lyman-α林区数据中三维两点和三点关联函数的管线。该代码实现了当前光谱调查中用于计算两点关联函数及其失真矩阵、协方差矩阵的标准算法，并自然将两点估计器扩展到三点关联函数。得益于GPU优化，Lya2pcf在计算两点关联函数及其失真矩阵方面，相较于广泛使用的PICCA代码显著缩短了计算时间。我们将Lya2pcf应用于来自Sloan数字天文台（SDSS）第十六数据释放（DR16）和暗能量光谱仪（DESI）第5年（Y5）mock数据集，证明其在GPU上相较于PICCA整体性能提升。我们展示了在所有尺度达到80 Mpc/h的大型光谱样本上，测得的各类三角形配置的各向异性三点关联函数的首次测量。该估计器的快速计算速度以及所得信噪比——许多三角形配置的信噪比均超过1——表明将三点统计量纳入未来宇宙学推断分析的可行性，尤其是预计将来自IV阶段光谱调查的更大数据集。
引用
@article{arxiv.2507.00129,
title = {Lya2pcf: an efficient pipeline to estimate two- and three-point correlation functions of the Lyman-$\alpha$ forest},
author = {Josue De-Santiago and Rafael Gutiérrez-Balboa and Gustavo Niz and Alma X. González-Morales},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.00129},
year = {2026}
}
备注
15 pages, 5 figures