基于星系群样本识别出的宇宙空洞探测大尺度结构-长三角中心
来源:CSST长三角科学中心 发布时间:2026-10-09
上海交通大学杨小虎教授团队完成了基于CSST参考模拟星系红移巡天构建星系群空洞并检验其作为大尺度结构探针的研究。宇宙空洞是宇宙大尺度结构的重要组成部分,其低密度和线性演化使其成为限制宇宙学参数的有效探针。传统空洞研究多基于星系样本,从红移空间到实空间的重构十分复杂,且通常需要高精度模拟来校准冗余参数。而观测的星系群由同一暗物质晕中的星系组成,与暗物质晕直接对应,因此基于星系群识别的空洞(group-voids)相关统计量,一方面可以用数值模拟中的暗物质晕空洞样本来校准理论模型,另一方面可以直接用这些暗物质晕空洞样本来训练精确的仿真器(emulator),从而提升对关键宇宙学参数的限制能力。团队基于“九天”模拟生成的CSST参考星系红移巡天,构建了暗物质晕空洞样本(halo-voids)和不同光谱红移完备度的星系群空洞样本,并在z = 0 – 1.0五个红移区间测量空洞尺寸函数和空洞密度剖面。结果显示,光谱红移测量完备时,星系群空洞统计量可以可靠地再现晕空洞结果,即使完备度降低,引入红移误差项后仍可描述对应晕空洞的行为。该工作表明,星系群空洞可以作为探测大尺度结构的有效探针,为传统空洞研究提供了新的视角和补充 (Song, Yang et al. 2026, ApJ, 1007, 169)。

图:来自暗物质晕样本和具有光谱红移(zspec)的星系群样本的堆叠空洞密度剖面,以 0.6< z≤0.8 为例。 颜色从红到紫表示空洞半径区间,范围从Rv = 20到80 h-1Mpc。误差棒表示1σ误差。水平虚线和竖直点线分别表示平均背景密度和空洞边界(r/Rv = 1)。