[논문 리뷰] On the effect of baryon-CDM streaming velocity on the clustering of galaxies

Fabian Schmidt|arXiv (Cornell University)|2016. 02. 29.

Advanced Adaptive Filtering Techniques인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 저적색도에서 은하 군집에 대한 비어론-CDM 유동속도의 발산($θ_{cb}$)이 1라운드 차수에서 주요 영향을 미치며, 은하 스펙트럼의 파wer 스펙트럼에 기여하는 바를 밝혀내었다. 이는 은하 음향 진동을 표준 체재로 사용할 때 편향을 방지하기 위해 천체물리 분석에 포함시켜야 할 새로운 항들을 규명한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 비어론-CDM 상대속도가 대규모 구조 군집에 끼치는 영향을 조사하기 위해.
• 저적색도에서 은하 군집에 대한 상대속도장의 발산($\theta_{cb}$)이 지배적인 기여를 한다는 것을 규명하기 위해.
• 1라운드 차수에서 은하 스펙트럼의 파워 스펙트럼에 기여하는 모든 유동속도 기여항을 유도하기 위해.
• 향후 BAO 표준 체재 측정에서 이러한 항들을 포함시켜야 하는지의 필요성을 평가하기 위해.

제안 방법

• 군집화 모델을 사용하여 유동속도 효과가 군집에 끼치는 영향의 크기를 추정하기 위해.
• 비어론-CDM 상대속도에 의해 유도되는 은하 스펙트럼 파워 스펙트럼의 전체 1라운드 보정항을 유도하기 위해.
• 상대속도장의 발산($\theta_{cb} = \partial_i v_{cb}^i$)이 주요 기여항임을 중점적으로 다루기 위해.
• 우주론적 의미를 평가하기 위해 파워 스펙트럼 계산에 모든 속도 유도 항을 포함시키기 위해.
• 퍼티urbed 이론 기법을 사용하여 유동속도 기여항을 포함한 1라운드 파워 스펙트럼을 계산하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 저적색도에서 비어론-CDM 유동속도의 주요 기여는 무엇인가?
• RQ2 유동속도 항은 1라운드 차수에서 은하 파워 스펙트럼에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ3 상대속도 효과로 인해 은하 파워 스펙트럼에 나타나는 새로운 항은 무엇인가?
• RQ4 이러한 유동속도 기여항은 BAO 표준 체재 측정에 얼마나 중요하게 작용하는가?
• RQ5 향후 천체물리 분석에서 이러한 항들을 간과할 경우 편향의 위험은 무엇인가?

주요 결과

• 저적색도에서 비어론-CDM 유동속도의 발산($\theta_{cb}$)은 은하 군집에 대한 주요 기여항이다.
• 이 논문은 유동속도 효과로 인해 1라운드 차수에서 은하 파워 스펙트럼에 여러 개의 새로운 항을 유도하였다.
• 이러한 새로운 항들은 은하 음향 진동 특징을 표준 체재로 사용하는 정확한 천체물리 추론을 위해 필수적이다.
• 이러한 기여항을 간과할 경우 향후 BAO 측정에서 체계적 편향이 발생할 위험이 있다.
• 구형 붕괴 계산은 $\theta_{cb}$가 군집에 지배적인 영향을 미치는 물리적 중요성을 확인한다.