[論文レビュー] On the effect of baryon-CDM streaming velocity on the clustering of galaxies

Fabian Schmidt|arXiv (Cornell University)|Feb 29, 2016

Advanced Adaptive Filtering Techniques被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、低赤方偏移において銀河クラスタリングに顕著な影響を及ぼすバリオン-CDMの相対速度の発散（$\theta_{cb}$）を、1ループ次数の寄与として同定し、銀河パワースペクトルへの寄与を導出する。これは、バリオン音響振動を標準定規として使用する際のバイアスを避けるために、宇宙論的解析に新たに含める必要がある項を明らかにする。

ABSTRACT

Pre-recombination acoustic oscillations induce an initial relative velocity $v_{cb}$ between baryons and dark matter. We show that the leading effect on galaxy clustering at lower redshifts is induced by its divergence $ heta_{cb} = \partial_i v_{cb}^i$, and estimate the magnitude of this new effect through a spherical collapse calculation. We then derive all streaming velocity contributions to the galaxy power spectrum at 1-loop order, leading to several new terms. Including all these contributions will be essential to avoid a bias in future efforts to use the baryon acoustic oscillation feature in galaxy clustering as standard ruler.

研究の動機と目的

• バリオン-CDM相対速度が大規模構造クラスタリングに与える影響を調査すること。
• 低赤方偏移における銀河クラスタリングにおいて、相対速度場の発散（$\theta_{cb}$）が支配的寄与を占める理由を特定すること。
• 1ループ次数における相対速度のすべての寄与を銀河パワースペクトルに導出すること。
• 今後のBAO標準定規測定において、これらの項を含める必要性を評価し、系統的バイアスを回避すること。

提案手法

• クラスタリングに及ぼす相対速度効果の大きさを推定するため、球対称コラプスモデルを用いる。
• バリオン-CDM相対速度が引き起こす1ループ補正の完全な集合を導出する。
• 相対速度場の発散（$\theta_{cb} = \partial_i v_{cb}^i$）を支配的寄与とすることに焦点を当てる。
• パワースペクトル計算にすべての速度由来項を含め、それらの宇宙論的意義を評価する。
• 摂動論的手法を用いて、相対速度寄与を含む1ループパワースペクトルを計算する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 バリオン-CDM相対速度の発散が、低赤方偏移における銀河クラスタリングに与える支配的寄与は何か？
• RQ2 相対速度項が1ループ次数における銀河パワースペクトルにどのように影響を与えるか？
• RQ3 相対速度効果によって新たに生じるパワースペクトルの項は何か？
• RQ4 これらの相対速度寄与は、BAO標準定規測定においてどれほど重要か？
• RQ5 これらの項が無視された場合、今後の宇宙論的解析でバイアスが生じるリスクは何か？

主な発見

• バリオン-CDM相対速度の発散（$\theta_{cb}$）は、低赤方偏移における銀河クラスタリングの支配的寄与である。
• 本論文は、相対速度効果に起因する1ループ次数における銀河パワースペクトルに複数の新しい項を導出する。
• これらの新しい項は、バリオン音響振動特徴を標準定規として用いた正確な宇宙論的推論にとって不可欠である。
• これらの寄与を無視すると、今後のBAO測定において系統的バイアスが生じるリスクがある。
• 球対称コラプス計算により、$\theta_{cb}$がクラスタリングに顕著な影響を及える物理的意義が確認された。