星团宇宙学再审：一个紧凑的星系暗物质质量函数模型
摘要：巨大的暗物质晕环绕着星系群和星系团，在光谱光度天空中产生了一致的弧分特征，特别是光学-红外星系团、亚毫米宇宙背景辐射的扭曲和延展的X射线辐射源。对这些特征的统计建模通常依赖于暗物质晕体系的时空密度演化，即晕体质量函数（HMF），作为宇宙学、天体物理学和基础物理学研究的共同理论基础。我们提出了一种紧凑的（八个参数）HMF表示，其中包含容易解释的参数，这些参数来自多项式展开，首先是按照对数质量展开，然后按照红移类似地展开这些系数。我们证明了这种形式（称为双二次DQ-HMF）与Mira-Titan暗物质N体模拟器对于质量高于$10^{13.7} h^{-1} { m M}\_odot$的暗物质晕的估计，在红移范围$0.1 < z < 1.5$内有很好的（约为5%）一致性，并给出了适用于Planck 2018宇宙学的最佳拟合参数，以及在$sigma\_8 - Omega\_{ m m}$平面上的参数变化。使用最小质量-可观测性关系（MOR）进行卷积，可以得到用于计数、平均质量和质量方差的闭合形式表达式，这些表达式描述了一些可观测属性的星系团样本。根据现有和未来调查的系统误差水平，通过信息矩阵预测可能的参数约束，我们证明了通过像LSST一样的光学星系团调查获得百分比级别的模型参数约束的潜力，该调查包括30万个星系团和一个丰度-质量方差为$0.3^2$的样本。一个样本大小减小了十分之一，但选择性属性方差为$0.1^2$的调查可能会获得更好的约束。讨论了基本MOR参数化的潜在益处和扩展。
作者：Cameron E. Norton, Fred C. Adams and August E. Evrard
论文ID：2308.14927
分类：Cosmology and Nongalactic Astrophysics
分类简称：astro-ph.CO
提交时间：2023-08-30