从暗物质晕星表出发的最优线性质量场重建
宇宙学与河外天体物理
2015-05-19 v2
摘要
我们推导了应用于暗物质晕的权重函数w(M)，该函数最小化了加权晕分布与其底层质量密度场之间的随机性。最优的w(M)取决于估计器中所使用的晕质量范围。在N体模拟中，泊松估计器的噪声比最优估计器高出多达15倍。采用最优权重产生的随机性显著低于按晕质量、偏置或等权重加权的方案。最优加权可以使基于物质功率谱或互相关的宇宙学检验更加强大和/或更具成本效益。对整个z<1宇宙在k=0.2h/Mpc处的物质功率谱进行体积限定的测量，理想情况下仅需使用600万个红移数据，这些数据来自质量M>6×10^13 h^{-1} M_⊙（z=0）或M>1×10^13 h^{-1} M_⊙（z=1）的晕；这比泊松模型预测的数量少5倍。利用晕占据分布（HOD），我们发现均匀加权的亮红星系星表需要比最优加权晕星表多3倍以上的红移数据，才能以相同精度重建质量场。虽然高于某一光度阈值的星系的平均HOD与最优w(M)相似，但晕占据的随机性降低了质量估计器的性能。蓝星系或发射线星系在重建质量场方面的效率比最优加权方案低约100倍。这表明一种高效的观测方法：在进行光谱巡天之前，先通过深度测光红移巡天来识别和加权晕。对于质量M>10^12 h^{-1} M_⊙的晕，标准晕模型预测的最优w(M)和质量估计器随机性与我们的测量结果相当一致，但有一个重要的例外：必须假设晕是“晕场”的线性偏置样本，而该“晕场”不同于质量场。（删节版）
引用
@article{arxiv.1007.3500,
title = {Optimal linear reconstruction of dark matter from halo catalogs},
author = {Yan-Chuan Cai and Gary Bernstein and Ravi K. Sheth},
journal= {arXiv preprint arXiv:1007.3500},
year = {2015}
}
备注
Added Figure 3 to show the scatter between the weighted halo field vs the mass field, Accepted for publication in MNRAS