Ученые открыли новый способ извлечения космологической информации из исследований галактик

Иллюстрация основной идеи и результатов Wang et al. Автор: NAOC

Ученые Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук (NAOC) и их международные сотрудники недавно разработали новый метод эффективного извлечения информации из обзоров галактик. Результаты их исследования опубликованы в журнале Communications Physics.

Массивные исследования красного смещения галактик являются мощными инструментами для исследования Вселенной в эпоху точной космологии. Наблюдая большое количество спектров далеких галактик, астрономы могут создавать поля плотности галактик в разные эпохи существования Вселенной. Эти поля плотности несут важную информацию о кластеризации галактик, которая количественно определяется двухточечными и N-точечными (N>2) корреляционными функциями.

«Информационное содержание N-точечных функций в значительной степени дополняет содержание двухточечных функций», — сказал Чжао Гунбо, один из ведущих авторов исследования и исследователь NAOC. «Функции N-точки играют важную роль в изучении природы темной энергии, темной материи и гравитации».

Однако на практике использовать N-точечные функции сложно из-за различных сложностей, в том числе измерения и моделирования этих величин.

Проработав несколько лет над этой сложной задачей, Чжао и его сотрудники разработали новый метод извлечения информации в N-точечных функциях из двухточечных функций.

Этот новый метод, основанный на технологии, называемой реконструкцией плотности, позволяет извлекать первичную информацию в трехточечных и четырехточечных функциях путем совместного анализа двухточечных функций, измеренных до и после восстановленные поля плотности соответственно.

«Это открывает новое окно для эффективного использования информации высокого порядка в исследованиях галактик, и это важно для космологических последствий для будущих исследований галактик, включая спектроскопический инструмент темной энергии (DESI), спектрограф первичного фокуса (PFS) и Китайскую космическую станцию. Телескоп (CSST)», — сказал Чжао.

Больше информации: Yuting Wang et al, Extracting high-order cosmological information in galaxy surveys with power spectra, Communications Physics (2024). DOI: 10.1038/s42005-024-01624-7

Источник: Chinese Academy of Sciences