Астрофизики восстановили тепловую историю Вселенной с помощью суперкомпьютерных симуляций

Международная команда астрофизиков использовала суперкомпьютерные симуляции FLAMINGO для восстановления тепловой истории Вселенной. Исследователи проанализировали кросс-корреляцию между крупномасштабными структурами (галактиками и квазарами) и тепловым эффектом Сюняева-Зельдовича (tSZ). Это позволило измерить среднее электронное давление, взвешенное по смещению гало, и вывести зависимость тепловой истории от красного смещения.

В работе, опубликованной на arXiv, ученые применили набор гидродинамических симуляций FLAMINGO, охватывающих объем до 2,8 Гпк и различные варианты космологии и обратной связи. Они показали, что измеряемая величина круто зависит от параметра S8 (S8 = ?8?(?m/0.3)), причем эффективный показатель степени составляет около 3 в диапазоне красных смещений от 0.1 до 1.

Сравнение с реальными данными кросс-корреляции, полученными из обзоров SDSS, BOSS, eBOSS, DES и DESI совместно с Planck, выявило предпочтение моделей с низким S8 и сильной обратной связью. Совместный фит дал S8 = 0.72+0.03?0.03 и нормированную барионную долю в гало массой 10^13 M? на уровне 0.10+0.09?0.05 от космологического значения.

Полученное значение S8 заметно ниже, чем предсказывают данные Planck по реликтовому излучению (около 0.83), что усиливает так называемое напряжение S8. В отличие от большинства методов измерения обратной связи, работающих на малых масштабах, tSZ-кросс-корреляция демонстрирует рост сигнала при усилении обратной связи, что дает новый тест для моделей формирования галактик.

Таким образом, тепловая история Вселенной, восстановленная по эффекту Сюняева-Зельдовича, открывает путь к совместному уточнению космологических параметров и проверке физики барионов в галактиках. Результаты FLAMINGO показывают, что будущие наблюдения, например, в рамках обзора Euclid, смогут еще точнее определить как S8, так и механизмы обратной связи.