論文の概要: The SZ flux-mass ($Y$-$M$) relation at low halo masses: improvements
with symbolic regression and strong constraints on baryonic feedback
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.02075v1
- Date: Mon, 5 Sep 2022 18:00:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-09-07 13:28:02.977063
- Title: The SZ flux-mass ($Y$-$M$) relation at low halo masses: improvements
with symbolic regression and strong constraints on baryonic feedback
- Title（参考訳）: 低ハロ質量におけるSZフラックス質量(Y$-M$)関係--シンボリック回帰による改善とバリオンフィードバックに対する強い制約-
- Authors: Digvijay Wadekar, Leander Thiele, J. Colin Hill, Shivam Pandey,
Francisco Villaescusa-Navarro, David N. Spergel, Miles Cranmer, Daisuke
Nagai, Daniel Angl\'es-Alc\'azar, Shirley Ho, Lars Hernquist
- Abstract要約: ハロ円盤中のイオン化ガスは、熱的スニャーエフ・ゼルドヴィッチ効果(英語版)(tSZ)を通して、宇宙マイクロ波背景にインプリントを残す。
活動銀河核(AGN)と超新星からのフィードバックは、ハロの統合tSZフラックスの測定に影響を与える可能性がある。
この関係において、単に$Yrightarrow Y (1+M_*/M_mathrmgas)$を置き換えれば、非常に自己相似であることが分かる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.436653298863297
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Ionized gas in the halo circumgalactic medium leaves an imprint on the cosmic
microwave background via the thermal Sunyaev-Zeldovich (tSZ) effect. Feedback
from active galactic nuclei (AGN) and supernovae can affect the measurements of
the integrated tSZ flux of halos ($Y_\mathrm{SZ}$) and cause its relation with
the halo mass ($Y_\mathrm{SZ}-M$) to deviate from the self-similar power-law
prediction of the virial theorem. We perform a comprehensive study of such
deviations using CAMELS, a suite of hydrodynamic simulations with extensive
variations in feedback prescriptions.
We use a combination of two machine learning tools (random forest and
symbolic regression) to search for analogues of the $Y-M$ relation which are
more robust to feedback processes for low masses ($M\lesssim 10^{14}\, h^{-1}
\, M_\odot$); we find that simply replacing $Y\rightarrow
Y(1+M_*/M_\mathrm{gas})$ in the relation makes it remarkably self-similar. This
could serve as a robust multiwavelength mass proxy for low-mass clusters and
galaxy groups. Our methodology can also be generally useful to improve the
domain of validity of other astrophysical scaling relations.
We also forecast that measurements of the $Y-M$ relation could provide
percent-level constraints on certain combinations of feedback parameters and/or
rule out a major part of the parameter space of supernova and AGN feedback
models used in current state-of-the-art hydrodynamic simulations. Our results
can be useful for using upcoming SZ surveys (e.g. SO, CMB-S4) and galaxy
surveys (e.g. DESI and Rubin) to constrain the nature of baryonic feedback.
Finally, we find that the an alternative relation, $Y-M_*$, provides
complementary information on feedback than $Y-M$.
- Abstract（参考訳）: ハロ円盤中のイオン化ガスは、熱的スニャーエフ・ゼルドヴィッチ効果(tSZ)を通して宇宙マイクロ波背景にインプリントを残す。
活動銀河核(AGN)と超新星からのフィードバックは、ハロスの積分tSZフラックス(Y_\mathrm{SZ}$)の測定に影響し、ハロス質量(Y_\mathrm{SZ}-M$)との関係を、ウイルスの定理の自己相似パワー則予測から逸脱させる。
そこで本研究では,フィードバック処方の多種多様な変動を伴う流体力学シミュレーションの組であるcamelsを用いて,これらの偏差を包括的に研究する。
我々は2つの機械学習ツール(ランダムフォレストとシンボリックレグレッション)を組み合わせて、低質量のフィードバックプロセスに対してより堅牢な$Y-M$関係(M\lesssim 10^{14}\, h^{-1} \, M_\odot$)の類似を探索する(M\lesssim 10^{14}\, h^{-1} \, M_\odot$)。
これは、低質量クラスターと銀河群のための堅牢な多波長質量プロキシとして機能する。
我々の方法論は、他の天体物理学的スケーリング関係の有効性の領域を改善するのにも有用である。
また,現在最先端の流体力学シミュレーションで用いられる超新星とAGNのパラメータ空間の大部分を除外し,フィードバックパラメータの特定の組み合わせに対して,Y-M$関係の測定がパーセンテージレベルの制約を与える可能性があると予測した。
我々の結果は、今後のSZサーベイ(SO、CMB-S4など)や銀河探査(DESI、Rubinなど)を用いて、バリオニックフィードバックの性質を制限するのに有用である。
最後に、別の関係である$Y-M_*$は、$Y-M$よりもフィードバックの相補的な情報を提供する。
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