Mira-Titan 宇宙 III. 暗晕质量函数的仿真模拟

我们针对一组宇宙学模型（包括动力学暗能量与有质量中微子的效应）在星系群与星系团质量尺度上构建暗晕质量函数的仿真器。该仿真器基于近期完成的 Mira-Titan 宇宙宇宙学 $N$ 体模拟套件。主模拟集涵盖 111 个宇宙学模型，盒子边长为 2.1 Gpc。我们提取红移范围 $z=[0.0, 2.0]$ 内质量 $M_{200\mathrm{c}}\geq 10^{13}M_\odot/h$ 的暗晕目录。仿真器覆盖由 {$\Omega_\mathrm{m}h^2$, $\Omega_\mathrm{b}h^2$, $\Omega_\nu h^2$, $\sigma_8$, $h$, $n_s$, $w_0$, $w_a$} 张成的 8 维超立方体；假定空间平坦。我们通过将分段二阶多项式拟合到暗晕目录获得平滑的暗晕质量函数，并采用高斯过程回归构建仿真器，同时追踪输入暗晕目录中的统计噪声与回归过程中的不确定性。对于红移 $z\lesssim1$，典型仿真器精度在 $10^{13}-10^{14} M_\odot/h$ 优于 $2\%$，在 $M\simeq 10^{15}M_\odot/h$ 优于 $<10\%$。作为比较，使用传统普适形式的暗晕质量函数拟合函数在 $z=0$ 处 $M\simeq 10^{14}M_\odot/h$ 的偏差可达 30\%。我们的仿真器公开于 \url{https://github.com/SebastianBocquet/MiraTitanHMFemulator}。