暗物质团簇从实空间到红移空间的映射研究

暗物质团簇从实空间到红移空间的映射给红移空间中测得的密度功率谱引入了各向异性性质，即所谓的红移空间畸变效应。该映射公式本质上是非线性的，由于密度场与速度场之间不确定的交叉相关所导致的高阶多项式，以及由本动速度场随机性引起的上帝手指(Finger-of-God, FoG)效应，使得问题复杂化。尽管完整的高阶多项式仍属未知，但如本文所示，其他系统误差可以在映射公式展开中的相同阶截断内一致地控制。由未知非线性密度与速度场导致的系统误差，通过利用模拟直接分别测量展开中的所有项来消除。由速度随机性引起的不确定性通过将FoG项拆分为两部分来控制：1) 独立于两点间分离矢量的“单点”FoG项；2) 表现为不定多项式的“相关”FoG项，其以与其他所有微扰多项式相同的阶展开。利用100次模拟实现，我们发现仅含一个尺度无关自由参数的高斯FoG函数表现相当良好，并且考虑到未来实验的分辨率，我们的新映射公式迄今为止在最小尺度上精确重现了观测到的红移空间二维密度功率谱，直至 $k\sim 0.2h$Mpc。