[论文解读] 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 5

一句话总结

该论文识别出重子-CDM 流速的发散（$\theta_{cb}$）是低红移下星系聚类的一阶效应，推导了其在1-loop阶对星系功率谱的贡献。研究揭示了在宇宙学分析中必须包含的新项，以防止在使用重子声波振荡作为标准尺时产生偏差。

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.

研究动机与目标

• 研究重子-CDM 相对速度对大尺度结构聚类的影响。
• 识别低红移下星系聚类中流速发散（$\theta_{cb}$）的主导贡献。
• 推导1-loop阶下所有由流速引起的星系功率谱贡献。
• 评估在未来的BAO标准尺测量中包含这些项的必要性，以避免系统性偏差。

提出的方法

• 使用球对称坍缩模型估算流速效应在聚类中的量级。
• 推导由重子-CDM 相对速度引起的星系功率谱全部1-loop修正项。
• 聚焦于相对速度场的发散（$\theta_{cb} = \partial_i v_{cb}^i$）作为主导阶贡献。
• 在功率谱计算中包含所有由速度引起的项，以评估其宇宙学重要性。
• 应用微扰理论技术计算包含流速贡献的1-loop功率谱。

实验结果

研究问题

• RQ1 重子-CDM 流速在低红移下对星系聚类的主导贡献是什么？
• RQ2 流速项如何影响1-loop阶的星系功率谱？
• RQ3 由于相对速度效应，星系功率谱中出现了哪些新项？
• RQ4 这些流速贡献对BAO标准尺测量有多重要？
• RQ5 若在未来的宇宙学分析中忽略这些项，存在多大的偏差风险？

主要发现

• 重子-CDM 流速的发散（$\theta_{cb}$）是低红移下星系聚类的一阶主导效应。
• 该论文推导出由于流速效应在1-loop阶下星系功率谱中的多个新项。
• 这些新项对于利用重子声波振荡特征作为标准尺进行精确宇宙学推断至关重要。
• 若忽略这些贡献，可能在未来的BAO测量中引入系统性偏差。
• 球对称坍缩计算证实了$\theta_{cb}$作为主导聚类影响的物理显著性。