用拉格朗日偏置形式论与 $N$ 体模拟建模红移空间中的星系成团性

改进小尺度上星系成团性的理论描述是宇宙学中的一项重要挑战，因为它可显著提升未来星系巡天的科学产出——例如收紧中微子质量与广义相对论偏离的限制。本文中，我们提出并检验了一种新的星系成团模型，该模型能够精确描述红移空间畸变，甚至可下探至小尺度。该模型对应于一个二阶微扰拉格朗日偏置展开，其通过从 $N$ 体模拟中提取的位移场平流至欧拉空间。随后，通过将模拟速度场与刻画各种可能卫星比例及晕内小尺度速度的 nuisance 参数相结合，将欧拉坐标变换至红移空间。我们针对按恒星质量（SM）或恒星形成率（SFR）在多种丰度下并于 $z=0$ 和 $1$ 选取的物理动机模拟星系样本，量化了方法的精度。我们发现，在模拟精度范围内，我们的模型可将星系功率谱的单极、四极与十六极描述至 $k\approx 0.6 [h/$Mpc] 的尺度。该方法可为从未来星系巡天中显著提取更多宇宙学信息铺平道路。