Kosmische Varianz von z 7 Galaxien: Vorhersage aus Bluetides

ZUSAMMENFASSUNG Im kommenden Jahrzehnt wird eine neue Generation von Teleskopen, einschließlich JWST und WFIRST, die Periode der Entstehung der ersten Galaxien und Quasare untersuchen und die letzte Grenze für die Strukturentstehung öffnen. Jüngste Simulationen und Beobachtungen haben angedeutet, dass diese Galaxien stark gruppiert sind (mit großräumigem Bias ≳6) und daher eine signifikante kosmische Varianz aufweisen. In dieser Arbeit verwenden wir Bluetides, die größte Volumen-kosmologische Simulation der Galaxienentstehung, um die kosmische Varianz für aktuelle und kommende Umfragen direkt abzuschätzen. Angesichts ihrer Auflösung und ihres Volumens kann Bluetides den Bias und die kosmische Varianz von z 7 Galaxien zwischen der magnituden MUV ∼ −16 und MUV ∼ −22 über Umfrageflächen ∼0. 1 arcmin² bis ∼10 deg² untersuchen. Innerhalb dieses Rahmens nimmt die kosmische Varianz mit der Umfragefläche/ dem Volumen als Potenzgesetz mit Exponenten zwischen ∼−0. 25 und ∼−0. 45 ab. Für das geplante 10 deg² Feld von WFIRST liegt die kosmische Varianz zwischen 3{\ Prozent} und 10{\ Prozent}. Bevorstehende JWST-Medium-/ Tiefenumfragen mit Flächen von bis zu A ∼ 100 arcmin² werden eine kosmische Varianz von 20{\ Prozent} bis 50{\ Prozent} aufweisen. Abgebildete Umfragen haben die höchste kosmische Varianz von 40{\ Prozent}; die kosmische Varianz von MUV ≲ −16 Galaxien beträgt bis zu z ∼ 11 100{\ Prozent}. Bei höheren Rotverschiebungen wie z ∼ 12 (14) sind effektive Volumina von ≳ (8 Mpc h−1)³ (≳ (12 Mpc h−1)³) erforderlich, um die kosmische Varianz innerhalb von 100{\ Prozent} zu begrenzen. Schließlich stellen wir fest, dass die kosmische Varianz größer ist als die Poisson-Varianz und die dominierende Komponente der gesamten Unsicherheit in allen aktuellen und bevorstehenden Umfragen bildet. Wir präsentieren unsere Berechnungen in Form einfacher Anpassungsfunktionen und eines Online-Rechners für die kosmische Varianz (CVATCOSMICDAWN), den wir öffentlich zugänglich machen.