Primeiros resultados das simulações IllustrisTNG: matéria e agrupamento de galáxias

Simulações hidrodinâmicas da formação de galáxias agora alcançaram volume suficiente para fazer previsões precisas sobre o agrupamento em escalas cosmologicamente relevantes. Aqui, usamos nossas novas simulações IllustrisTNG para estudar as funções de correlação não lineares e espectros de potência de bárions, matéria escura, galáxias e halos ao longo de uma faixa excepcionalmente ampla de escalas. Descobrimos que os efeitos baryônicos aumentam o agrupamento da matéria escura em pequenas escalas e atenuam o espectro de potência total da matéria em escalas até k ̃ 10 h Mpc-1 em 20 por cento. A função de correlação de dois pontos da massa estelar está próxima de uma lei de potência em uma ampla faixa de escalas e é aproximadamente invariante no tempo, desde um alto desvio para o vermelho até o presente. A função de correlação de dois pontos das galáxias simuladas concorda bem com o Sloan Digital Sky Survey em seu desvio médio z ≃ 0.1, tanto como função da massa estelar quanto quando dividida de acordo com a cor da galáxia, exceto por um leve excesso no agrupamento de galáxias vermelhas na faixa de massa estelar de 10^9-10^{10} h^{-2} M☉. Dada essa concordância, as simulações TNG podem fazer previsões teóricas valiosas para o viés de agrupamento de diferentes amostras de galáxias. Descobrimos que o comprimento de agrupamento da função de autocorrelação de galáxias depende fortemente da massa estelar e do desvio para o vermelho. Sua inclinação de lei de potência γ é quase invariante com a massa estelar, mas diminui de γ ̃ 1.8 no desvio z = 0 para γ ̃ 1.6 no desvio z ̃ 1, além do qual a inclinação se acentua novamente. Detectamos dependências significativas de escala no viés de diferentes rastreadores observacionais da estrutura em larga escala, estendendo-se bem na faixa das oscilações acústicas baryônicas e causando deslocamentos nominais (mas felizmente corrigíveis) dos picos acústicos de cerca de ̃ 5 por cento.