利用流体动力学模拟检验晕模型的热Sunyaev-Zel'dovich功率谱
宇宙学与河外天体物理
2025-02-06 v2
摘要
大尺度结构的统计性质是约束我们宇宙宇宙学性质的有力工具。热Sunyaev-Zel'dovich效应通过追踪气体压力，成为质量分布的有偏探针，可用于检验反馈物理或宇宙学模型。因此，为应用于热Sunyaev-Zel'dovich巡天，开发稳健的热气体压力模型至关重要。由于气体坍缩成束缚结构，预计大部分热Sunyaev-Zel'dovich信号来自宇宙吸积激波产生的晕内。因此，简单的经验晕模型可用于预测热Sunyaev-Zel'dovich功率谱。在本研究中，我们采用HMx晕模型，将其热Sunyaev-Zel'dovich功率谱与几个流体动力学模拟（Horizon系列和Magneticum模拟）的结果进行比较。我们考察了不同红移下对热Sunyaev-Zel'dovich功率谱的各种贡献，包括单晕项和双晕项的分解、束缚气体的量、不同质量的重要性以及电子压力轮廓。我们对热Sunyaev-Zel'dovich功率谱的比较揭示了随红移增加的差异。我们发现，在多重极矩范围内，测量到的与预测的热Sunyaev-Zel'dovich角功率谱之间存在20%到50%的差异。我们的分析表明，这些差异是由预测的双晕项在低k处和单晕项在高k处的功率超出所驱动的。在更高红移（z~3），模拟表明更多功率来自维里半径之外而非之内，这暗示了晕模型适用性的局限性。尽管在低红移处，热Sunyaev-Zel'dovich功率谱与晕模型的默认校准具有相当程度的一致性，但我们观察到压力轮廓存在差异。总之，我们的研究表明，晕模型的特性需要对照真实或模拟数据进行仔细控制，才能证明其对宇宙学目的有用。
引用
@article{arxiv.2409.11472,
title = {Testing the thermal Sunyaev-Zel'dovich power spectrum of a halo model using hydrodynamical simulations},
author = {Emma Ayçoberry and Pranjal R. S. and Karim Benabed and Yohan Dubois and Elisabeth Krause and Tim Eifler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.11472},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 9 figures