利用 X 射线星团质量测量以暗物质晕稀疏度探测宇宙学
摘要
我们提出了一种用于星系团的宇宙学新探针——晕稀疏度。它以在两个不同半径处测得的晕质量之比来刻画晕，并携带着编码于晕质量剖面中的宇宙学信息。基于 Balmes 等人 (2014) 的工作，我们利用体积为 (2.6 Gpc/h)^3、含 4096^3 个粒子的数值 N 体模拟的晕星表检验了稀疏度的性质。我们表明，在给定红移下，平均稀疏度可由晕质量函数的先验知识预测。这提供了一个定量的框架，以利用星系团的稀疏度测量推断宇宙学参数约束。我们通过针对无系统误差的合成数据集进行似然分析来说明这一点，从中我们恢复了输入的基准宇宙学。我们还对潜在的系统误差进行了初步分析，并给出了重子效应对稀疏度测量影响的估计。我们针对一个由 104 个具有 X 射线观测流体静力学质量的星团组成的样本评估了稀疏度，并推导了宇宙物质密度 Ω_m 以及 8 Mpc h^{-1} 尺度上密度涨落归一化振幅 σ_8 的约束。假设无系统误差，我们在 1σ 下得到 Ω_m=0.42±0.17 和 σ_8=0.80±0.31，对应于 S_8≡σ_8√Ω_m=0.48±0.11。未来的星团巡天可能提供精确测量稀疏度的机会。几百个质量估计误差在百分之几水平的星团样本，可提供与其他宇宙学探针推断结果互补的、有竞争力的宇宙学参数约束。
引用
@article{arxiv.1711.00480,
title = {Probing Cosmology with Dark Matter Halo Sparsity Using X-ray Cluster Mass Measurements},
author = {P. S. Corasaniti and S. Ettori and Y. Rasera and M. Sereno and S. Amodeo and M. -A. Breton and V. Ghirardini and D. Eckert},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.00480},
year = {2018}
}
备注
20 pages, 15 figures; working example extended to other overdensities, detailed analysis of systematic error from hydrostatic mass bias, overall results unchanged. ApJ accepted version. Halo sparsity code available at https://github.com/pierste75/Halo_Sparsity