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不同天体物理模型下 Lyman-α 林谷功率谱及其与暗物质星系的交叉相关性

宇宙学与河外天体物理 2024-10-23 v1

摘要

Lyman-α林谷是由类星体光谱中的HI吸收线组成的一系列特征,具有探测类星体间星系介质大尺度结构的强大能力。其三维(3D)相关性和与类星体的交叉相关性允许对红移z>2处的双曲线振荡特征和红移空间失真进行精确测量。理解小尺度天体物理现象(如星形成和反馈)对于全谱分析至关重要。本研究我们测量了Lyman-α林谷的3D自功率谱及其与星系的交叉功率谱,采用包含星形成和超新星反馈模型的GADGET3-OSAKA代码进行仿真。在五种天体物理模型中,我们发现相对于原始模型存在显著偏差,在k>2h Mpc^{-1}的波数上,Lyman-α自功率谱存在5-10%的差异。Lyman-α×星系交叉功率谱的差异更为显著,某些情况下超过10%。我们采用Arinyo-i-Prats等人(2015)和Givans等人(2022)的拟合模型,对Lyman-α自功率谱和Lyman-α×星系交叉功率谱进行联合拟合,评估在不同最大波数k_max和最小星系质量M_h的情况下,估计fσ_8参数的准确性。我们的结果表明,Givans等人(2022)的扩展模型在k_max≤3.0h Mpc^{-1}且M_h>10^{10.5} M_sun时,能够高度有效地再现fσ_8,并对天体物理不确定性具有较强的鲁棒性。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.16740,
  title  = {Lyman-$\alpha$ forest power spectrum and its cross-correlation with dark matter halos in different astrophysical models},
  author = {Koichiro Nakashima and Atsushi J. Nishizawa and Kentaro Nagamine and Yuri Oku and Ikkoh Shimizu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.16740},
  year   = {2024}
}

备注

14 pages, 8 figures