Melhorando as medições de distância cosmológica em alto redshift usando a reconstrução BAO da floresta Lyman-Alpha

O Instrumento Espectroscópico de Energia Escura mede as oscilações acústicas dos bárions na floresta Lyman-$α$ e fornece uma sonda robusta da história da expansão na era dominada pela matéria. O Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI) mede oscilações acústicas bárion (BAO) na floresta Lyman-$α$ (Lyman-alpha) e fornece uma sonda robusta da história da expansão na era dominada pela matéria.

No entanto, a formação de estrutura não linear amplia e desloca o pico do BAO. Para desfazer estes efeitos, estendemos a reconstrução padrão de Zel'dovich, rotineiramente aplicada a levantamentos de galáxias, para a floresta Lyman-alfa.

Em caixas periódicas totalmente amostradas, a reconstrução reduz pela metade a escala de amortecimento BAO radial e reduz as incertezas nos parâmetros de escala radial ($\apar$) e transversal ($\aperp$) em $\approx25\%$ e $\approx15\%$, respectivamente. Também reduz a mudança não linear de $Δ\apar=+0.3\%$ para $+0.10\pm0.07\%$, enquanto $\aperp$ permanece imparcial.

Para tornar esta abordagem prontamente aplicável a dados observacionais, demonstramos o impacto de uma máscara de pesquisa com uma densidade semelhante a DESI de $50\, \mathrm{deg}^{-2}$. Para esta máscara, comparamos duas abordagens para estimar o campo de deslocamento: diretamente da floresta Lyman-alfa ou usando um rastreador externo com uma densidade numérica de $\bar n \simeq 10^{-3}\, h^3\mathrm{Mpc}^{-3}$, como galáxias Lyman-break e emissores Lyman-$α$.

Ambas as abordagens fornecem ganhos comparáveis ​​e reduzem as incertezas em $\apar$ e $\aperp$ em $\approx 27\%$ e $\approx 10\%$, respectivamente, com melhorias leves para pesquisas futurísticas de alta densidade com $160\, \mathrm{deg}^{-2}$. Correspondentemente, o valor do mérito melhora por fatores de US$ 1, 66$ para caixas totalmente amostradas, US$ 1, 65$ para uma pesquisa do tipo DESI e US$ 1, 76$ para uma pesquisa de alta densidade.

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