大质量中微子与莱曼阿尔法森林模拟中的简并性

利用一组包含冷暗物质、重子与中微子的流体动力学模拟，我们详细研究了大质量中微子对莱曼-$\alpha$（Ly$\alpha$）森林的一维与三维通量功率谱的影响。宇宙中大质量中微子的存在会引发结构形成在尺度与时间上依赖的抑制，在小尺度上最强。测量这种抑制是从宇宙学数据推断中微子质量的关键方法，也是eBOSS、DES、LSST、Euclid或DESI等正在进行与未来巡测的主要目标之一。Ly$\alpha$森林中的成团性示踪了晚时期与小尺度上的准线性功率。因此，结合宇宙微波背景的观测，该森林给出了对和中微子质量之和最紧的约束之一。然而，在 $\Sigma m_{\nu}$ 与线性物质功率谱中扰动幅度之间存在众所周知的简并。我们研究了Ly$\alpha$森林一维通量功率谱中的相应简并，并首次在三维通量功率谱中也研究了该简并。我们表明，大质量中微子对Ly$\alpha$森林的非线性效应，超出线性功率幅度抑制的部分，可忽略不计，且该简并在Ly$\alpha$森林可观测量中高精度地持续存在。我们讨论了该简并对宇宙学分析中Ly$\alpha$森林参数化选择的启示。