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MEDUSA:由三维大尺度结构的 Delaunay 镶嵌估计的 Minkowski 泛函

宇宙学与河外天体物理 2021-10-13 v1

摘要

Minkowski 泛函(MFs)是一组刻画宇宙密度场几何与拓扑的统计量,包含区别于标准两点分析的互补信息。我们提出 MEDUSA,一种用于估计三维点分布 MFs 的精确方法的实现。这些估计由输入点样本的 Delaunay 镶嵌所构造的三角化等密度面推断得出。与先前方法相反,MEDUSA 可处理周期边界条件,这对 N 体模拟的分析至关重要。我们用若干具有已知 MFs 的测试样本(包括具有 Λ{\Lambda}CDM 功率谱的高斯随机场)验证代码,发现与理论预言高度吻合。我们使用 MEDUSA 测量由 N 体模拟构建的合成星系目录的 MFs。我们的结果清晰显示出由密度场非线性引力演化产生的非高斯特征。我们发现,尽管红移空间畸变显著改变我们的 MFs 估计,但若将这些测量表达为体积填充分数的函数,其影响会大幅减弱。我们还展示了 Alcock-Paczynski(AP)畸变对 MFs 的影响可通过用各向同性 AP 参数 qq(由体积平均距离 DV(z)D_{\rm V}(z) 定义)的不同幂次缩放来描述。因此 MEDUSA 的 MFs 估计是探测密度场非线性和宇宙结构膨胀与增长历史的有用探针。

关键词

引用

@article{arxiv.2012.08529,
  title  = {MEDUSA: Minkowski functionals estimated from Delaunay tessellations of the three-dimensional large-scale structure},
  author = {Martha Lippich and Ariel G. Sánchez},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2012.08529},
  year   = {2021}
}

备注

14 pages, 16 figures, submitted to MNRAS