[论文解读] The DESI One-Percent Survey: Exploring the Halo Occupation Distribution of Luminous Red Galaxies and Quasi-Stellar Objects with AbacusSummit

Sihan Yuan, Hanyu Zhang+40 more|arXiv (Cornell University)|Jun 9, 2023

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用 9

一句话总结

论文对 DESI One-Percent Survey 的 LRG 与 QSO 样本，使用 AbacusSummit 模拟进行全面的 Halo Occupation Distribution 分析，约束 HOD 参数并推导星系模拟；在当前的不确定性下没有发现组装偏差的证据。

ABSTRACT

We present the first comprehensive Halo Occupation Distribution (HOD) analysis of the DESI One-Percent survey Luminous Red Galaxy (LRG) and Quasi-Stellar Object (QSO) samples. We constrain the HOD of each sample and test possible HOD extensions by fitting the redshift-space galaxy 2-point correlation functions in 0.15 < r < 32 Mpc/h in a set of fiducial redshift bins. We use AbacusSummit cubic boxes at Planck 2018 cosmology as model templates and forward model galaxy clustering with the AbacusHOD package. We achieve good fits with a standard HOD model with velocity bias, and we find no evidence for galaxy assembly bias or satellite profile modulation at the current level of statistical uncertainty. For LRGs in 0.4 < z < 0.6, we infer a satellite fraction of fsat = 11+-1%, a mean halo mass of log10 Mh = 13.40+0.02-0.02, and a linear bias of blin = 1.93+0.06-0.04. For LRGs in 0.6 < z < 0.8, we find fsat = 14+-1%, log10 Mh = 13.24+0.02-0.02, and blin = 2.08+0.03-0.03. For QSOs, we infer fsat = 3+8-2%, log10 Mh = 12.65+0.09-0.04, and blin = 2.63+0.37-0.26 in redshift range 0.8 < z < 2.1. Using these fits, we generate a large suite of high-fidelity galaxy mocks. We also study the redshift-evolution of the DESI LRG sample from z = 0.4 up to z = 1.1, revealing significant and interesting trends in mean halo mass, linear bias, and satellite fraction.

研究动机与目标

• 为 DESI LRG 与 QSO 样本在 One-Percent Survey 中，定量化星系-晕连接的动机与关系。
• 使用红移空间的二维相关函数来约束 LRGs 与 QSOs 的 HOD 参数。
• 在 HOD 框架内检验诸如组装偏差和卫星分布轮廓调制等扩展。
• 利用 AbacusSummit 进行前向建模聚类，以产生用于宇宙学与系统误差测试的现实模拟。

提出的方法

• 以 Planck 2018 宇宙学参数为模型模板，使用 AbacusSummit 的 N-body 模拟。
• 使用 AbacusHOD 包将晕映射到星系，进行前向建模星系聚类。
• 在基线红shifts 盒内拟合红移空间的二维相关函数 xi(r_p, r_pi) 和投影相关函数 w_p(r_p)。
• 通过两个参数引入速度偏差，以描述中心/卫星的速度。
• 采用基线的六参数 HOD 用于 LRG，并增加一个不可完备性参数及速度偏差；对 QSOs 使用类似但仅卫星的模型。
• 测试面向中心/卫星的组装偏差以及卫星轮廓偏差在 LRG 样本上的扩展；通过似然性进行评估。

Figure 1 : The DESI One-Percent Survey LRG and QSO mean number density as a function of redshift. The dashed vertical lines show the fiducial LRG redshift bin edges of $z=0.6$ , $z=0.8$ , and the maximum redshift we consider for the QSO sample $z=2.1$ .

实验结果

研究问题

• RQ1 DESI One-Percent Survey 的红shift 区间 0.4<z<0.6 和 0.6<z<0.8 的 DESI LRG 的 Halo Occupation Distribution 参数是什么？
• RQ2 DESI One-Percent Survey 的 0.8<z<2.1 的 QSO 的 HOD 参数是什么？它们与 LRG 有何比较？
• RQ3 当前数据是否存在统计学意义上的星系组装偏差或卫星轮廓调制？
• RQ4 HOD 拟合是否能够重现完整的红移空间聚类 xi(r_p, r_pi) 与投影聚类 w_p(r_p)，并生成用于宇宙学分析的现实模拟？
• RQ5 DESI 的 LRG 红移演化在平均晕质量、线性偏差和卫星比例方面在 0.4–1.1 的红移区间如何表现？

主要发现

• 0.4<z<0.6 的 LRG 的 f_sat = 11% ± 1%，log10(M_h) = 13.40 +0.02/-0.02，b_lin = 1.93 +0.06/-0.04。
• 0.6<z<0.8 的 LRG 的 f_sat = 14% ± 1%，log10(M_h) = 13.24 +0.02/-0.02，b_lin = 2.08 +0.03/-0.03。
• 0.8<z<2.1 的 QSO 的 f_sat = 3%^{+8}_{-2}，log10(M_h) = 12.65 +0.09/-0.04，b_lin = 2.63 +0.37/-0.26。
• 标准 HOD 及速度偏差能较好拟合 DESI One-Percent 的聚类数据。
• 在当前统计不确定性下没有发现星系组装偏差或卫星轮廓调制的证据。
• 能够生成覆盖大量随红移变化的 HOD 的模拟，为稳健的宇宙学管线测试提供支持。

(a) LRG sample