Ein Zwei-Zustands-Modell für Galaxienbias

ZUSAMMENFASSUNG Ein zuverlässiges Modell des Galaxienbias ist notwendig, um Daten aus zukünftigen dichten Galaxienerkundungen zu interpretieren. Konventionelle lineare und quadratische Bias-Modelle sind unphysikalisch und sagen oft negative Galaxiendichten (δg -1) in Leerräumen voraus, die potenziell die Hälfte der verfügbaren kosmologischen Informationen einer Erhebung enthalten. Hier präsentieren wir eine physikalisch motivierte Alternative, indem wir zwei energetisch unterschiedliche Subhalo-Zustände annehmen. Unsere Annahmen - nämlich lokale Galaxienbildung, grobe Äquivalenz der galaxienhaltenden Subhalos und universelle energetische Bevorzugung des galaxienhaltenden Zustands - führen zu einem Bias-Modell mit nur zwei freien Parametern; mathematisch ergibt das Modell (in den richtigen Variablen) eine Fermi-Dirac-Verteilung oder (äquivalent) ein interaktionsloses Ising-Modell mit einem externen Feld. Das Modell liefert sinnvolle (und physikalische) Vorhersagen sowohl für Hoch- als auch für Niedrigdichtebereiche. Wir testen das Modell anhand eines Katalogs von Galaxien der Millennium-Simulation in kubischen Erhebungspixeln mit Seitenlängen von 2 h−1–31 h−1 Mpc und Rotverschiebungen von 0 bis 2. Wir stellen fest, dass das Zwei-Zustands-Modell gegenüber linearen und quadratischen Bias-Modellen auf Skalen kleiner als 10 h−1 Mpc deutlich überlegen ist, während jene konventionellen Modelle auf Skalen größer als 30 h−1 Mpc besser abschneiden. Obwohl die größte Anwendbarkeit vermutlich vom verwendeten Galaxienkatalog abhängt, sollte das Zwei-Zustands-Modell auf jeder Skala überlegen sein, auf der ein nicht vernachlässigbarer Anteil von Zellen ohne Galaxien vorhanden ist.