小尺度三维莱曼-α森林功率谱的测量

在莱曼-α（Ly$\alpha$）森林中测得的小尺度关联编码了关于星系际介质和原初物质功率谱的信息。在本文中，我们提出并实现了一种简单方法来测量 Ly$\alpha$ 森林的三维功率谱 $P_{\rm 3D}$，其波数 $k$ 对应于小尺度、约 Mpc 尺度。为了从稀疏且不均匀分布的数据样本中估计 $P_{\rm 3D}$，我们依赖于对一维傅里叶变换取平均，正如先前为估计 Ly$\alpha$ 森林的一维功率谱 $P_{\rm 1D}$ 所做的那样。该方法展现出极低的计算成本。我们通过对 Nyx 宇宙学流体动力学模拟的应用确认了该方法的有效性。随后，我们将我们的方法应用于 eBOSS DR16 Ly$\alpha$ 森林样本，作为原理验证，提供了在红移区间 $z=2.2$ 和 $z=2.4$ 上平均的首个 $P_{\rm 3D}$ 测量。本工作凸显了来自即将开展的大视场光谱巡天的后续 $P_{\rm 3D}$ 测量在解开 $P_{\rm 1D}$ 宇宙学解释中简并性的潜力。