利用大样本 X 射线选 AGN 探测大尺度结构：I 重子声波振荡

我们研究了大型 X 射线选 AGN 样本在探测重子声波振荡（BAO）方面的潜力。尽管 X 射线波段的 AGN 筛选非常干净且高效，但它不提供红移信息，因此需要辅以光学后续观测。本研究的主要重点是 (i) 找出对光学后续观测质量的要求，以及 (ii) 制定 X 射线巡天的最优策略，以探测 BAO。我们证明，在未来的 X 射线巡天中，$z=1$ 处 $\sigma_0=10^{-2}$ 的红移精度和 $f_{\rm fail}\lesssim 30\%$ 的灾难性失败率足以可靠地探测 BAO。光谱质量的红移（$\sigma_0=10^{-3}$ 且 $f_{\rm fail}\sim 0$）将使 BAO 探测的置信水平提高约 $\sim 2$ 倍。为了有意义地探测 BAO，需要深度适中（$F_{\rm lim}\sim {\rm few~} 10^{-15}$ erg/s/cm$^2$）、覆盖天区从几百到约一万平方度的 X 射线巡天。探测 BAO 的最优策略不一定需要全天覆盖。例如，在使用 eROSITA 型望远镜进行的 1000 天巡天中，最优策略将是观测约 9000 deg$^2$ 的天区，产生约 $16\sigma$ 的 BAO 探测结果。ATHENA+ 或 WFXT 级望远镜在为期 100 天、覆盖相似天区的巡天中将实现类似的探测结果。XMM-Newton 可以在覆盖约 400 deg$^2$ 的 100 天巡天中实现边缘 BAO 探测。这些巡天在光学后续观测方面将需要中等到高昂的成本，要求在这些天区中测定约 $10^5$（XMM-Newton）到约 $3\times 10^6$ 个天体（eROSITA、ATHENA+ 和 WFXT）的红移。