来自 eBOSS DR16 的三维 Lyman-α 森林功率谱
宇宙学与河外天体物理
2024-09-11 v2
摘要
我们利用完整的扩展重子振荡光谱巡天数据发布第 16 版 (eBOSS DR16) 测量了 Lyman-α (Ly-α) 森林透射通量的三维功率谱 (P3D)。该样本包含 205,012 条类星体光谱，红移范围为 2 ≤ z ≤ 4，有效红移 z=2.334。我们提出了一种在构型空间中的对计数谱估计器，对每一对按 exp(ikr) 加权，其中 k 为波矢，r 为像素对间距，从而有效测量各向异性功率谱，无需快速傅里叶变换。该方法以一种易于处理的方式考虑了窗口矩阵，避免了基于傅里叶变换的功率谱估计器中因 Ly-α 视线横向稀疏采样而产生的伪影。我们在两组模拟数据上广泛测试了我们的流程：(i) 具有 Ly-α 视线稀疏采样的理想化高斯随机场，以及 (ii) 包含真实噪声水平、eBOSS 巡天几何形状和污染源的 log-normal LyaCoLoRe 模拟数据。在 eBOSS DR16 数据上，结合从流体动力学模拟获得的非线性修正项的 Kaiser 公式，在 0.02 ≤ k ≤ 0.35 h/Mpc 范围内，使用由 LyaCoLoRe 模拟导出的协方差矩阵，能以 1-2 σ 水平良好拟合功率谱数据。我们展示了一种有前景的新方法，可用于对来自 eBOSS、当前正在观测的暗能量光谱仪以及未来巡天（如主焦点光谱仪、WEAVE-QSO 和 4MOST）等宇宙学巡天的 Ly-α 森林数据进行全形状宇宙学分析。
引用
@article{arxiv.2403.08241,
title = {The 3D Lyman-$\alpha$ Forest Power Spectrum from eBOSS DR16},
author = {Roger de Belsunce and Oliver H. E. Philcox and Vid Irsic and Patrick McDonald and Julien Guy and Nathalie Palanque-Delabrouille},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.08241},
year = {2024}
}
备注
14 pages, 11 figures; published in MNRAS