Der Einfluss von Baryonen auf die Clusterbildung von Materie und schwachen Linsenumfragen

Zukünftige schwache Linsenmessungen der kosmischen Scherung werden eine so hohe Genauigkeit erreichen, dass sekundäre Effekte in der Schwachen Linsenmodellierung, wie der Einfluss von Baryonen auf die Strukturentstehung, wichtig werden. Wir verwenden eine kontrollierte Reihe modernster kosmologischer Simulationen, um diesen Effekt zu quantifizieren, indem wir reine N-Körper-Dunkelmaterieläufe mit entsprechenden hydrodynamischen Simulationen vergleichen, die sowohl in nicht-radiativer als auch in dissipativer Form mit Kühlung und Sternentstehung durchgeführt werden. In beiden hydrodynamischen Simulationen wird die Clusterbildung des Gases unterdrückt, während die der Dunkelmaterie bei Skalen k>1 h/Mpc verstärkt wird. Trotz dieses Gegengewichts zwischen Dunkelmaterie und Gas wird die Clusterbildung der gesamten Materie um bis zu 1 Prozent bei 1<k<10 h/Mpc unterdrückt, während sie für k~ 20 h/Mpc verstärkt wird, bis zu 2 Prozent im nicht-radiativen Lauf und 10 Prozent im Lauf mit Sternenbildung. Die in letzterem gebildete stellare Masse ist stark verzerrt im Vergleich zur Dunkelmaterie in der reinen N-Körpersimulation. Mit unseren Leistungsspektrummessungen, um den Effekt der Baryonen auf das schwache Linsensignal bei 100<l<10000 vorherzusagen, stellen wir fest, dass Baryonen das Linsenspektrum um weniger als 0,5 Prozent bei l<1000, aber um 1 bis 10 Prozent bei 1000<l<10000 verändern können. Die Größe des Effekts übersteigt die vorhergesagte Genauigkeit zukünftiger Messungen des Linsenspektrums und wird wahrscheinlich erkannt werden. Präzise Bestimmungen der kosmologischen Parameter mit schwachem Linsen, sowie Studien über kleinräumige Fluktuationen und Clusterbildung, basieren daher auf einer ordnungsgemäßen Berücksichtigung der baryonischen Physik.