Viés Estocástico Não Linear da Distribuição da Época de Formação de Halos Escuros

Propomos um modelo físico para o viés estocástico não linear de estatísticas unidimensionais resultantes da distribuição da época de formação de halos escuros. Em contraste com trabalhos anteriores baseados em simulações numéricas extensivas, nosso modelo fornece pela primeira vez uma expressão analítica para a função de probabilidade conjunta. Especificamente, derivamos a função de probabilidade conjunta de contrastes de densidade de halo e massa a partir da teoria de Press-Schechter estendida. Como essa função é derivada no contexto da teoria padrão da instabilidade gravitacional, assumindo a aleatoriedade-Gaussiana do campo de densidade primordial sozinho, esperamos que as características básicas do viés não linear e estocástico previstas pelo nosso modelo sejam bastante genéricas. Como exemplos representativos, calculamos os vários parâmetros de viés em modelos de matéria escura fria como uma função do desvio para o vermelho e de um comprimento de suavização. Nossas principais descobertas são (1) o viés da variância evolui fortemente com o desvio para o vermelho, enquanto sua dependência em relação à escala é geralmente fraca, e um modelo simples de viés linear fornece uma aproximação razoável em aproximadamente R\ 2 (1+z) \, e (2) a estocasticidade exibe uma dependência moderada em relação à escala, especialmente em R\ 20\, mas é quase independente de z. A comparação com as simulações numéricas anteriores mostra boa concordância com o comportamento acima, indicando que a natureza não linear e estocástica do viés do halo é essencialmente compreendida levando em conta a distribuição da massa do halo e a época de formação.