Factibilidad de aplicación del test cosmológico de Alcock-Paczyński utilizando vacíos cósmicos

Abstract

Se diseñó e implementó una versión del test cosmológico de Alcock-Paczyński utilizando la función de correlación cruzada void-galaxia en términos de distancias angulares en el plano del cielo y extensiones en redshift en la dirección radial de la línea de la visual. Para ello, se desarrolló un modelo dinámico-cosmológico que permite tratar, al mismo tiempo, las dos fuentes de distorsiones en los isocontornos de correlación: i) de origen dinámico: debido a la componente radial de las velocidades peculiares de las galaxias que rodean a los voids; ii) de origen cosmológico: al transformar los observables en unidades de distancia, para lo cual hay que asumir un modelo cosmológico. El modelo consta de seis parámetros: cuatro que describen el perfil medio de densidad de una muestra de voids, la dispersión media de velocidades y el parámetro adimensional de materia del universo. Para ajustar el modelo, se implemento un muestreo del espacio de parámetros mediante Cadenas de Markov. Con el fin de aplicar el test diseñado, se utilizaron halos de materia oscura y voids de la Simulación Millennium XXL. Se confeccionaron muestras de voids clasificándolos por tamaño y entorno. Se revalidaron los resultados teóricos y observacionales más importantes en lo que concierne a la naturaleza estructural y dinámica de los voids, midiendo perfiles de densidad, perfiles de velocidad, dispersión de velocidades y correlaciones entre halos y voids. Se evaluó la sensibilidad del test en función del redshift medio de las muestras, cubriendo el intervalo [0,05;2]. A redshifts bajos, donde predominan las distorsiones dinámicas, se encontraron sesgos debido a una deficiencia del modelo lineal de la velocidad de los voids. Por el contrario, a redshifts altos, donde predominan las distorsiones cosmológicas, los resultados mejoran y las incertezas disminuyen, mostrando así, el impacto que tendrá el test aplicado en los próximos relevamientos de galaxias.

We designed and implemented a version of the Alcock-Paczyński cosmological test using the void-galaxy cross-correlation function in terms of angular distances on the plane of the sky and redshift sizes through the line of sight direction (LOS). For this, we developed a dynamic-cosmological model that takes into account, at the same time, the two sources of distortions on the correlation isocontours: dynamical source: due to the LOS componente of the peculiar velocities of the galaxies that surround voids; ii) cosmological source: when we transform the observables to physical dimensions, for which we must assume a cosmological model. The model consists in six parameters: four that describe the mean density profile of a void sample, the mean velocity dispersion and the dimensionless matter parameter of the universe. To fit the model, we implemented a Markov Chain sampling. We applied the designed test using dark matter haloes and voids of the Millennium XXL Simulation. We selected void samples by size and enviroment. We ratified the most important theoretical and observational results concerning the structural and dynamical nature of voids, by measuring density profiles, velocity profiles, velocity dispersions and void-haloes correlations. We evaluated the sensitivity of the test with the mean redshift of the void samples, covering the wide range [0,05;2]. At low redshifts, where the dynamical distortions dominate, we found biasses due to a deficiency of the linear velocity model of voids. On the contrary, at high redshifts, where the cosmological distortions dominate, the results improve and the error bars decrease, showing in this way, the impact of the test applied on the future galaxy surveys.