新地平线运行宇宙学 N 体模拟

我们展示了两个大型宇宙学 N 体模拟，分别称为 Horizon Run 2 (HR2) 和 Horizon Run 3 (HR3)，分别使用了 $6000^3 = 2160$ 亿和 $7210^3 = 3740$ 亿个粒子，覆盖体积分别为 $(7.200 \text{ Gpc}/h)^3$ 和 $(10.815 \text{ Gpc}/h)^3$。这些模拟在体积上比之前的 Horizon Run 1 (HR1) 提高了 4.4 倍，体积范围从 Millennium Run 的 2600 倍到超过 8800 倍。此外，它们实现了相当精细的质量分辨率，低至 $1.25 \times 10^{11} M_{\odot}/h$，能够解析星系大小的晕，平均粒子间距分别为 $1.2 \text{ Mpc}/h$ 和 $1.5 \text{ Mpc}/h$。我们以百分之一的精度测量了功率谱、相关函数、质量函数和基本晕属性，并验证了它们正确重现了 $\Lambda$CDM 理论预期，与线性微扰理论高度吻合。我们前所未有的大体积 N 体模拟可用于宇宙学和天体物理学的各种研究，范围从大尺度结构拓扑、重子声学振荡、暗能量及宇宙膨胀历史的表征，到与新的 SDSS-III 相关的星系形成科学。为此，我们沿过去光锥生成了总共 35 个全天区模拟巡天，延伸至 $z=0.7$（其中 8 个来自 HR2，27 个来自 HR3），以模拟 BOSS 几何结构。这些模拟和模拟巡天已在 http://astro.kias.re.kr/Horizon-Run23/ 公开提供。