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多轨迹、多调查:DESI+PFS 的联合 Fisher 分析

宇宙学与河外天体物理 2026-05-07 v2

摘要

在完整形态星系功率谱分析中,对每个轨迹每个红移区间约 12 个有效场论(EFT)噪声参数的边际化是主要系统atics 成本。基于 N 体仿真和星系分布函数(HOD)模型的仿真基于先验(SBP)缩紧这些参数,但依赖仿真。我们提出一种多轨迹 Fisher 分析作为模型无关的替代方案:通过两个渠道——在单个调查内以及跨越重叠调查中——从数据中校准 EFT 偏差和随机参数,将来自不同星系population的交叉功率谱组合在分区化的联合 Fisher 中。我们在约 14,000  deg214{,}000\;\mathrm{deg}^2 的暗能量光谱仪(DESI)覆盖范围内进行预测,包括约  ⁣1,200  deg2\sim\!1{,}200\;\mathrm{deg}^2 的Prime Focus Spectrograph(PFS)重叠区,在 z[0.6,1.6]z\in[0.6,1.6] 区间内最多可达 4 个轨迹(PFS-ELG、DESI-ELG、DESI-LRG、DESI-QSO)。内部 DESI 通道(LRG、ELG 和 QSO 在整个覆盖范围内)提供了大部分收益,使 σ(fσ8)\sigma(f\sigma_8) 改善 33%,σ(Mν)\sigma(M_\nu) 改善 80%,σ(Ωm)\sigma(\Omega_m) 改善 49%,相对于单个轨迹宽先验基准(kmax=0.20hMpc1k_{\rm max}=0.20\,h\,\mathrm{Mpc}^{-1})的水平。加入 PFS×\,\times\,DESI 重叠区进一步在边际化剩余跨population随机性后,将这些参数分别进一步紧缩 9%、24% 和 9%。参数重要性分解显示,主要驱动因素是校准 b1σ8b_1\sigma_8 先验,将其从平态先验紧缩至 σ0.13\sigma\approx 0.13,从而打破了单个轨迹分析中 b1σ8b_1\sigma_8--fσ8f\sigma_8 的色散。多轨迹多调查方法针对相同的 b1b_1 校准,使用观测到的交叉功率谱而非 HOD 模型,作为 SBP 驱动的 b1σ8b_1\sigma_8 位移的模型无关检验。该框架可扩展到任意数量的重叠光谱调查。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.25171,
  title  = {Multi-tracers, multi-surveys: a joint Fisher analysis of DESI+PFS},
  author = {Nhat-Minh Nguyen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.25171},
  year   = {2026}
}

备注

15+9 pages, most likely too many words; 6 tables, 9 figures; main results in Figure 2-3. Code is available at this repo: https://github.com/MinhMPA/PFSxDESI-multi-fish. It takes two. v2: Revise PFS survey specs to follow PFS whitepaper; expand analysis scope, reframe discussions and update tracer cross-stochasticity modeling; submitted to JCAP. Comments still welcome!