在物质与晕层级成团中揭示修改引力信号

我们使用一组采用带 Vainshtein 屏蔽机制的修改引力（MG）模型的 N-body 模拟来研究物质与晕的层级成团。作为测试场景，我们考虑了两个具有温和与强烈增长率增强的正常分支 Dvali-Gabadadze-Porrati（nDGP）引力模型。我们研究了直至 $n=9$ 的高阶相关函数 $\xi_n(R)$ 以及相关的层级振幅 $S_n(R)\equiv\xi_n(R)/\sigma(R)^{2n-2}$。我们发现物质 PDF 在高达 $50h^{-1}$Mpc 的尺度上受到第五力的强烈影响，并且对广义相对论（GR）的偏离在 $z=0$ 处达到最大。对于约化累积量 $S_n$，我们发现在小尺度 $R\leq10h^{-1}$Mpc 下，MG 的特征是具有更低的值，偏差从约化偏度的 $7\%$ 增长到 $S_5$ 的 $40\%$。为了研究晕成团，我们使用简单的丰度匹配，并将晕划分为三个固定数密度样本。晕的两点相关函数受到的影响较弱，仅在最小的成对间距（$r\leq 5h^{-1}$Mpc）处出现几个百分点的相对增强。相比之下，我们在 $S_n(R)$ 中发现了强烈的 MG 信号，与 GR 相比有所增强。强模型在所有晕样本和所有累积量中的各种尺度上均表现出 $>3\sigma$ 水平的信号。在此背景下，我们发现约化峰度是一个特别有前景的 MG 宇宙学探针。即使是温和的 nDGP 模型也会在小尺度 $R\leq3h^{-1}$Mpc 上留下 $3\sigma$ 的印记，而更强的模型在几乎所有尺度上以 $>5\sigma$ 的显著性偏离 GR 特征。由于该信号在所有晕样本和一系列尺度上持续存在，我们主张从星系目录估计的约化峰度有可能构成强有力的 MG 模型判别器以及 GR 自洽性检验。