针对模拟强度图的 CO 与 [CII] 功率谱模型的精确检验

谱线强度映射（LIM）是一种新兴技术，具有探测广泛尺度和红移的独特潜力。然而，实现 LIM 的全部潜力依赖于对信号的精确建模。我们引入了一种扩展晕模型，用于实空间中 CO 转动谱线和 [CII] 精细结构跃迁谱线的强度涨落功率谱，对物质涨落的非线性以及线强度涨落与底层暗物质分布之间的偏置关系进行建模。我们还使用晕模型框架计算了超出泊松近似的随机贡献。为确定模型的精度，我们利用 Hidden-Valley 模拟的晕目录，并根据每条谱线的质量-红移-光度关系对晕进行描绘，创建了首个红移 $0.5 \leq z\leq6$ 的 CO 和 [CII] 强度图的宇宙学尺度模拟 \textsf{MithraLIMSims}。我们表明，在 $z=1$ 尺度 $k_{\rm max} \lesssim 0.8 \ {\rm Mpc}^{-1}h$ 上，聚类功率的模型预测（仅有两个自由参数）与测量功率谱的一致性好于 5%。在 $z=4.5$ 的更高红移处，这种显著的一致性延伸到更小尺度 $k_{\rm max} \lesssim 2 \ {\rm Mpc}^{-1}h$。此外，我们表明在大尺度上，CO 和 CII 功率谱的随机贡献是非泊松的，其幅度由晕模型描述合理地再现。最后，我们评估了重子声学振荡（BAO）理论模型的性能，并表明在本十年内部署的、探测 $z=1$ 处 CO 谱线的假想 LIM 巡天将能够进行高显著性的 BAO 测量。在更长时间尺度上，探测 [CII] 谱线的天基任务能够以空前精度独特地测量广泛红移范围内的 BAO。