Modelos de halo de prueba para restringir la retroalimentación astrofísica con modelado de múltiples sondas: I. Espectros de potencia 3D y fracciones de masa

Las próximas encuestas de Etapa IV entregarán mediciones de la distribución de materia con una precisión sin precedentes, exigiendo modelos teóricos altamente precisos para la inferencia de parámetros cosmológicos. Una fuente importante de incertidumbre en el modelado radica en los procesos astrofísicos asociados con la formación y evolución de galaxias, que siguen siendo poco comprendidos. Sondas como los efectos Sunyaev-Zel’dovich térmico y cinemático, rayos X y medida de dispersión de ráfagas de radio rápidas ofrecen una avenida prometedora para mapear la distribución y propiedades térmicas de los bariones cósmicos. Un marco analítico unificado capaz de modelar conjuntamente estas observables es esencial para aprovechar completamente la información complementaria mientras se mitigan las sistemáticas específicas de las sondas. En este trabajo, presentamos una evaluación detallada de los modelos analíticos existentes, que difieren en sus suposiciones y prescripciones para describir simultáneamente la distribución de materia y bariones en el universo. Utilizando la simulación hidrodinámica de Magneticum, probamos estos modelos analizando conjuntamente los espectros de potencia auto y cruzados 3D de los campos de materia y bariones que subyacen a las sondas mencionadas. Encontramos que todos los modelos pueden reproducir los espectros de potencia con una precisión de subporcentaje a unos pocos por cientos, dependiendo de la combinación de trazadores y el número de parámetros libres. Su capacidad para recuperar propiedades subyacentes del halo, como la evolución de la abundancia de gas y perfiles termodinámicos con la masa del halo, varía considerablemente. Nuestros resultados sugieren que estos modelos requieren un mayor perfeccionamiento y pruebas para una interpretación confiable de conjuntos de datos de múltiples longitudes de onda.