A kinetic approach to cosmic ray induced streaming instability at supernova shocks
我们表明，一个纯动力学的方法来激发波的宇宙射线在附近的冲击波阵面导致预测的外观的非alfvénic快速增长的模式，具有相同的色散关系之前发现的\cite{bell04}通过处理等离子体的MHD近似。动力学的方法使我们能够调查这些波的色散关系的微观物理的电流补偿宇宙射线流的依赖。我们还表明，共振和非共振模式可能会出现在同一时间，这两个可能成为占主导地位的另一个取决于在加速区域的条件。讨论了超新星遗迹演化不同阶段中不稳定模式对磁场放大和粒子加速的作用。
2008-11-05 astro-ph
Magnetic turbulence production by streaming cosmic rays upstream of SNR shocks
我们提出的磁湍流生产的各向同性的宇宙射线离子流上游的超新星遗迹冲击的粒子在细胞模拟的初步结果。这些研究旨在检验Bell（2004，2005）关于短波长非共振波模式强放大的MHD预测，并研究磁湍流的后续演变及其对宇宙线轨迹的反作用。上游湍流特性的详细知识对于确定激波加速过程的所有方面-宇宙射线的传输特性、激波结构、热粒子注入和加热过程-是至关重要的。磁场的放大也会促进粒子加速到宇宙射线谱中的“膝盖”之外。我们的动力学方法特别适合于解决宇宙射线上的反反应，它使我们能够测试贝尔的预测最终形成的扩展的宇宙射线分布中的超导结构，也达到了一个可靠的估计总的饱和磁场水平。模拟所选的参数有利于纯增长模式的快速激发。我们证实了上游等离子体中的宇宙射线离子的漂移导致了湍流磁场的产生，但表明场扰动的增长速率比用MHD方法估计的要慢得多，湍流的振幅在dB/B~1左右饱和。磁场也保持低于与上游等离子体的均分。
2007-05-30 astro-ph
Measuring Omega with Galaxy Streaming Velocities
星系的平均成对速度传统上是由红移空间星系的关联函数估计的。这种方法是臭名昭著的高度敏感的成对速度色散的假设模型。在这里，我们提出了一种替代方法来估计流速度直接从奇特的速度样本，其中包含红移无关的距离以及星系红移。这种方法可以提供一个估计的$Ω^{0.6}σ_8^2$的范围$σ_8$，其中$Ω$是宇宙学的密度参数，而$σ_8$是标准的归一化的密度波动的功率谱。我们演示了如何从现实的目录中测量这个数量，并确定了偏差和错误的主要来源
1999-04-06 astro-ph
Limits on diffusive shock acceleration in supernova remnants in the presence of cosmic-ray streaming instability and wave dissipation
研究了在星际介质中运动的超新星激波的宇宙线前兆的不稳定性。该区域的磁流体动力学湍流水平决定了扩散激波加速机制加速的粒子的最大能量。宇宙线加速的高效率是可以接受的，并且考虑不受弱湍流情况的限制。本文假设Kolmogorov型非线性波相互作用和离子-中性粒子碰撞共同限制了随机磁场的振幅。因此，加速粒子的最大能量强烈地依赖于超新星遗迹的年龄。在年轻超新星遗迹中，最大能量可达$\sim10^{17}Z$ eV，在Sedov阶段末期，能量下降到$\sim10^{10}Z$ eV左右。因此，在这种情况下，根据星际磁场强度计算的玻姆极限对最大粒子能量的标准估计是不合理的。这一发现可以解释为什么年龄超过几千年的超新星遗迹不是非常高能量伽马射线的主要来源。
2003-02-04 astro-ph
A kinetic approach to non resonant modes and growth rates of streaming instability: consequences for shock acceleration
我们在这里表明，一个纯粹的动力学方法来激发波的宇宙射线在激波阵面附近导致预测的出现，一个非alfvenic快速增长模式，这是相同的，由贝尔（2004）通过处理等离子体在MHD近似。我们提出的动力学方法是更强大的，因为它使我们能够调查不同的模型的背景上游等离子体中的宇宙射线电流的补偿。
2007-06-12 astro-ph
Streaming velocities as a dynamical estimator of Omega
众所周知，由红移空间星系的关联函数估算星系的成对速度v_{12}是困难的，因为这种方法对所假设的成对速度色散模型非常敏感。在这里，我们提出了另一种方法来估计v_{12}直接从奇特的速度样本，其中包含红移无关的距离以及星系红移。与其他确定β = sigma_8 x Omega^{0.6}的动力学测量相反，我们的方法可以在sigma_8的范围内提供（sigma_8）^2 x Omega^{0.6}的估计（这里Omega是宇宙学质量密度参数，而sigma_8是物质密度波动谱的标准归一化参数）。我们演示如何从现实的目录来衡量这个数量。
1999-12-21 astro-ph
Formation of High Redshift Objects in a Cosmic String Theory with Hot Dark Matter
本文用一种适用于热暗物质的Zel 'dovich近似的修正，研究了这种物质在运动的宇宙弦环上的吸积。结果表明，$z=4$的红移将产生大量的$10^{12}M_\odot$非线性天体。这些天体可能是高红移类星体的宿主。
1995-10-26 astro-ph
Quantifying the Cosmic Web in the New Era of Redshift Surveys
在绘制局部宇宙图方面实施了两种主要战略：全天“浅层”调查和对有限部分天空的“深层”调查。这两种方法在研究宇宙学和宇宙统计性质方面是相辅相成的。我们总结了2dF星系红移巡天（2dFGRS）的230，000个红移的波动和维纳重建的密度场的功率谱的一些结果。然后，我们讨论了未来的挑战，在量化的宇宙结构网络正在进行的红移调查。
2004-11-03 astro-ph
Ω_0 and λ_0 from galaxy and quasar clustering: cosmic virial theorem and cosmological redshift-space distortion
本文讨论了两种利用两点关联函数的各向异性和宇宙学红移-空间畸变来确定宇宙学密度参数Ω_0和宇宙学常数λ_0的宇宙学检验。
1996-09-03 astro-ph
Diffusive Shock Acceleration with Magnetic Amplification by Non-resonant Streaming Instability in SNRs
我们研究了Bell（2004）提出的非共振流动不稳定性条件下的扩散激波加速。通过对磁场放大的MHD数值模拟，结合对宇宙线加速的解析处理，我们可以计算出被高速超新星激波加速的粒子的最大能量。给出了Cas A、Kepler、SN 1006和Tycho历史超新星遗迹的估计。我们还发现，放大的磁场的取向优先垂直于冲击波前下游的快速冲击。这解释了在年轻超新星遗迹中观测到的径向磁场的起源。
2008-01-29 astro-ph
Early reionization by cosmic strings revisited
利用WMAP测量了CMB的温度各向异性和温度-偏振互相关，结果表明再电离红移为$z \sim 17 \pm 5$。另一方面，对高红移星系的观测表明，在红移$z\sim 6-7$处存在着相当大比例的中性氢。我们表明，宇宙弦的紧张局势以及内，但不远，目前的观测范围内可能会导致早期恒星形成的水平足以解释高再电离红移。
2004-09-24 astro-ph
Modeling Bell's Non-resonant Cosmic Ray Instability
我们研究了Bell（2004）发现的带电高能粒子在背景等离子体中运动的非共振流不稳定性。我们证实了他的数值计算结果关于一个显着的磁场放大系统。给出了不稳定性发展和磁场演化的详细物理图象。
2008-02-04 astro-ph
Identifying the Reionization Redshift from the Cosmic Star Formation Rate
我们发现，宇宙恒星形成率每共动体积应表现出明显的下降周围的再电离红移，当在星系际介质中的HII区域周围的个别电离源第一次重叠。这种下降是由于星系际介质被光电离时温度升高，从而抑制了低质量星系的形成。我们定量地表明，在未来十年内，利用下一代太空望远镜探测这种下降，其标志是暗淡星系数量的相应下降，应该是可行的。
2000-03-09 astro-ph
Cosmic Complementarity: H_0 and Omega_m from Combining CMB Experiments and Redshift Surveys
我们表明，即将到来的CMB卫星实验和大的红移调查可以一起使用，以产生5%的确定H_0和Omega_m，一个数量级的改善，CMB数据单独。CMB各向异性提供了复合时的声视界作为标准标尺。对于合理的重子分数，这个尺度作为一系列光谱特征印在星系功率谱上。在红移空间中测量这些特征确定了哈勃常数，一旦与CMB数据结合，就会产生Omega_m。由于两个功率谱中的振荡在复合时被冻结，这个测试对低红移宇宙学不敏感。
1998-05-19 astro-ph
Constraining the cosmic equation of state from old galaxies at high redshift
对最近报道的三个年老高红移星系（OHRG）进行年龄测量，得到了宇宙状态方程的新极限。结果是基于一个由非相对论性物质驱动的平坦FRW型宇宙模型加上一个由其状态方程$p_{x} = ωρ_{x}$（$ω\geq -1$）参数化的光滑分量。$ω$的范围强烈依赖于物质密度参数。对于$Ω_{M} \sim 0.3$，从动力学测量表明，OHRG的年龄估计限制了宇宙参数为$ω\leq - 0.27$。然而，如果$Ω_{M}$是场星系研究中提出的一个，即$Ω_{M} \simeq 0.5$，那么只有一个宇宙学常数（$ω=-1$）可能与这些数据相一致。
2000-10-13 astro-ph
Plasmoid impacts on neutron stars and highest energy cosmic rays
粒子加速的静电极化场所产生的等离子体流经磁场被讨论作为一种可能的加速机制的最高能量宇宙射线。具体而言，等离子体团产生的小行星撞击到中子星磁层被认为是。我们发现，这种影响在合理的速率可能解释所观察到的最高能量宇宙射线的通量和能谱。
2001-04-04 astro-ph
Measuring the Cosmic Equation of State with Counts of Galaxies II: Error Budget for the DEEP2 Redshift Survey
在以前的论文中，我们描述了一个新的变种的经典dN/dz测试，可以使用即将到来的红移调查。通过观察星系的速度函数而不是它们的光度函数，可以避免星系演化的许多不确定性，同时采用直接可测量的量。我们先前假设计数统计将主导该方法中的误差。在这里，我们提出了包括宇宙方差的结果，并确定系统效应对即将到来的DEEP 2红移巡天应用该测试的影响。对于DEEP 2，宇宙方差应该产生大约两倍于泊松统计预测的误差。通过蒙特卡罗模拟，我们发现，如果已知任何主要系统效应（重子下落、速度误差和不完整性）的函数形式，而不是强度，则可以成功地用观测到的速度函数对系统进行校正，留下小得多的残余误差。系统学的总不确定性与宇宙方差的不确定性相当，但在红移箱之间是相关的。我们发现，DEEP 2可以提供一个更精确的测量宇宙状态方程参数w比任何现有的今天，虽然弱于其他一些建议的测试。
2001-09-07 astro-ph
On the streaming motions of haloes and galaxies
一个简单的模型，不同质量的物体如何流向对方，因为他们集群引力描述。该模型显示了暗物质粒子的平均流动速度与母暗物质晕运动的关系。它还提供了一个合理的准确描述如何成对的速度分散的暗物质粒子不同于母晕。分析，然后扩展到描述流运动的星系。这清楚地表明，在一个给定的星系样本中测量到的流动运动取决于样本的选择，并显示了如何解释这种对样本选择的依赖性。此外，我们表明，成对分散也应该取决于样本类型。我们的模型预测，在小尺度上，红移空间扭曲对红色星系的影响应该比蓝色星系更强烈。
2000-10-08 astro-ph
Cosmic Structure Formation at Low and High Redshifts
目前宇宙结构形成的标准理论认为，宇宙的现今星团外观是通过在非常早期的宇宙中产生的物质密度波动的引力放大而发展起来的。根据最近对宇宙微波背景、大尺度结构和遥远的超新星的观测，已经以合理的精度确定了宇宙的能量含量和初始密度场的基本统计。从标准模型进行精确的预测已经成为可能。本文综述了在低红移和高红移下结构形成理论的最新观测和最新进展。介绍了两种有前途的探测大尺度物质分布的方法，并对其发展前景进行了展望。从国家的最先进的宇宙学模拟的结果也提出。
2005-08-23 astro-ph
Chandra ACIS-S Observations of Three Quasars with Low-Redshift Damped Ly-alpha Absorption: Constraints on the Cosmic Neutral-Gas-Phase Metallicity at Redshift z \approx 0.4
本文分析了钱德拉X射线天文台（CXO）的ACIS-S谱，并对位于三个前景阻尼莱曼α（DLA）吸收体后面的三个类星体的ACIS-S谱进行了分析，试图确定它们的X射线谱中金属的光电吸收量。这些吸收体是三个最大的中性氢柱密度吸收线系统已知的低红移（0.313 \le z_abs \le 0.524）。它们的HI柱密度介于3E 21和5E 21原子/平方厘米之间。在这些红移中，x射线能量下的光电吸收量主要是氧丰度的指标。由于这些系统的柱密度如此之高，人们期望对它们进行精确的金属丰度测量，以产生z \approx 0.4处的柱密度加权宇宙中性气相金属丰度的可靠估计。我们考虑的情况下，DLA气体的太阳能元素丰度比和α族元素丰度比增强。对于所采用的假设，z \approx 0.4处的非增强元素（例如Zn）的柱密度加权宇宙中性气相金属丰度可能位于\approx 0.04-0.38 Z_solar的范围内。
2003-02-26 astro-ph
The redshift and scale dependence of the cosmic shear signal from numerical simulations
在14种不同红移（$z_s = 0.1$ ~ 3.6）和角标度（$θ= 2'$ ~ 32 '）的$N$体模拟中，对弱透镜剪切信号进行了数值测量。此外，数据已被验证的分析计算的一个相同的宇宙学，密度参数$Ω_m = 0.3$和真空能量密度参数$λ_0 = 0.7$。本文报道剪切方差$<γ^2>$的尺度和红移依赖性，它可用一个简单的公式$<γ^2>(θ,z_s) = a(θ)z_s^{b(θ)}$来描述。源红移的红移依赖性高达1.6，被认为是接近$z_s^2$，这是一个更强的依赖性比早期的分析预测（$<γ^2 > \propto z_s^{1.52}$），虽然，在较高的红移，剪切方差的$z_s$依赖性明显不太陡峭。强烈的红移依赖性进一步强调了需要知道任何给定调查中星系源的精确红移分布，以便它们可以相应地分配到红移仓，并正确解释宇宙剪切信号。文中还给出了约化切变方差的计算公式，这是一个更直接的观测量。
2002-05-10 astro-ph
Cosmic Shear with Next Generation Redshift Surveys as a Cosmological Probe
宇宙的膨胀导致时空弯曲，区分沿着视线和横向视线测量的距离。这些距离的比值，例如由阿尔科克和帕钦斯基提出的观测大尺度结构所定义的球体的宇宙剪切变形，提供了一种探索膨胀作为红移函数的方法。理论上的宇宙学参数，包括暗能量状态方程的敏感性，提出。值得注意的是，对暗能量状态方程随时间变化的敏感性最好通过红移z<1的观测来实现。虽然系统误差大大降低了理论灵敏度，但这种探测器仍然可以提供有用的参数估计，特别是与SNAP实施的Ia型超新星方法等距离测量互补。未来可能的观测阿尔科克Paczynski失真的KAOS项目上的8米地面望远镜被认为是。
2002-12-12 astro-ph
Gamma Ray Bursts: Cosmic Rulers for the High-Redshift Universe?
希望将哈勃图扩展到比当前Ia型超新星观测范围更高的红移，这促使人们对伽马射线暴的光谱相关性进行研究，希望能识别出标准的蜡烛性质。在本文中，我们将讨论这些新的“宇宙统治者”的潜力，并强调其局限性，通过调查的约束，目前的数据可以放置在一个替代的宇宙模型的形式共形引力。通过将现有的1a型超新星和伽马射线暴（GRB）观测数据与标准协调模型和共形引力模型预测的光度距离红移关系进行拟合，我们发现当前的\emph{neither}模型在高红移时更受青睐。当前伽玛射线暴数据的分散性证明，如果伽玛射线暴要巩固其作为宇宙学距离尺度的有效探测器的地位，还需要进一步的工作。
2006-12-04 astro-ph
Correlation Lengths of Red and Blue Galaxies: A New Cosmic Ruler
比较红星系与蓝星系的相关长度可以提供一个新的宇宙标尺。使用269，000星系从SDSS DR 6调查，我表明，三维相关长度平均在许多集群保持非常接近恒定的Lo=4.797+/-0.024 Mpc/h从小的红移到0.5的红移。这是宇宙长度尺度的一种新测量方法，也是检验几乎没有选择偏差的标准宇宙学模型的一种手段。在这个红移范围内，星系团的数量密度似乎也保持不变。
2008-10-22 astro-ph
A cosmic ray current driven instability in partially ionised media
我们研究了在超新星遗迹激波的前兆环境中，由流动的宇宙射线驱动的磁流体波的增长。已知平行于平均磁场传播的横波对于宇宙射线分布中的各向异性是不稳定的，并且可以提供基本上放大环境磁场的机制。我们量化的程度，温度和电离分数修改这张照片。利用等离子体的动力学描述，我们推导了无碰撞热等离子体与宇宙线流的色散关系。流体方程，然后用来讨论中性离子碰撞的影响。我们计算了宇宙射线传播的环境对磁场增长的影响程度，并确定了可能的增长率范围。如果宇宙射线加速是有效的，我们发现，非常大的中性分数需要稳定的非共振模式的增长。对于我们银河系中典型的超新星参数，热效应不会显着改变生长速率。对于弱驱动模式，离子中性阻尼可以在更温和的电离分数下主导不稳定性。在超新星冲击波与分子云相互作用的情况下，例如RX J1713.7-3946，具有高密度和低电离，模式可以迅速衰减。
2007-09-20 astro-ph
Is the cosmic UV background fluctuating at redshift z ~ 6 ?
利用基于对数正态模型的半解析模拟方法，研究了红移范围为5< z <6.4的光电离星系际介质（IGM）的Gunn-Peterson效应。在假设电离背景快速演化且空间均匀的情况下，模拟结果可以模拟出红移z ~ 6附近的所有观测到的异常统计特征。它们包括：1）吸收深度迅速增加; 2）光学深度处的大散射; 3）透射通量的长尾分布; 4）光谱中的长暗隙。这些异常特征主要是由于罕见事件，这对应于IGM密度场的长尾概率分布，因此，它们可能并不意味着在z ~ 6处的UV电离背景的显着空间波动。
2006-05-24 astro-ph
The covariance of cosmic shear correlation functions and cosmological parameter estimates using redshift information
由宇宙的大尺度结构--宇宙剪切所引起的宇宙弱透镜效应，作为对描述宇宙模型和物质功率谱的参量的有力探索，正在逐渐成熟。它通过打破简并提供交叉检查来补充CMB研究。剪切关联函数是宇宙剪切信号的一个重要度量;这些函数可以直接从数据中计算出来，并与不同宇宙学模型和物质功率谱的理论预期进行比较。我们提出了一种快速模拟模拟宇宙剪切巡天的蒙特卡罗方法。这种方法的一个应用是在确定的全协方差矩阵的关联函数，这包括红移面元，适用于任意的调查几何。由散粒噪声和宇宙方差（分别在小尺度和大尺度上占主导地位）引起的条款自然占。作为使用这样的协方差矩阵的一个例子，我们考虑到什么程度的置信区域的参数被收紧时，红移分仓。所考虑的参数是那些通常讨论的宇宙剪切分析-物质密度参数，暗能量密度参数（经典宇宙学常数），功率谱归一化和形状参数。我们将协方差矩阵纳入似然处理，并使用Fisher形式主义来探索更大的参数空间区域（删节）。
2004-01-14 astro-ph
Redshift and Shear Calibration: Impact on Cosmic Shear Studies and Survey Design
对大尺度结构弱透镜的宇宙学解释需要了解源星系的红移分布。目前的透镜巡天通常使用外部红移样本进行校准，与透镜巡天相比，这些样本覆盖的天空面积要小得多，因此会受到样本方差的影响。一些未来的透镜巡天预计将以同样的方式进行校准，特别是较暗的星系群，其中整个颜色覆盖范围，因此测光红移估计，可能具有挑战性。使用N体模拟，我们研究了这个样本方差对宇宙剪切分析的影响，并表明，一阶近似，它的行为就像剪切校准误差1+/-π。因此，使用哈勃深场作为红移校准测量可能是当前透镜测量的一个问题。我们讨论了红移分布抽样误差和切变定标误差对未来透镜巡天设计的影响，发现面积为Theta平方度和极限星等为m_lim}的透镜巡天，具有最小切变和红移定标精度要求，其表达式为θ = ε_0 10^{beta（m_lim-24.5）} / sqrt（Theta/ 200）。超过这一限度，透镜调查将无法充分发挥其潜力。利用哈勃超深空观测的星系数，我们分别得到（epsilon_0，beta）=（0.015，-0.18）和（epsilon_0，beta）=（0.011，-0.23）。没有或有限的红移信息和/或剪切校准精度差的透镜巡天将失去其在亚度角尺度上分析宇宙剪切信号的潜力，因此完整的测光红移覆盖应该是未来透镜巡天的首要任务。
2006-06-26 astro-ph
Testing the Correlation of Ultra-High Energy Cosmic Rays with High Redshift Sources
利用更新的空气簇射探测列表，我们研究了致密射电类星体或3EG伽玛射线耀变体与10^19 eV以上宇宙射线到达方向之间的相关性。我们的蒙特卡罗模拟显示没有显着的相关性以上的随机和一些以前的积极的结果似乎是一个小样本量的影响。因此，除非以某种方式严重偏转，否则没有证据表明超高能宇宙线原色是新粒子或具有超越电弱尺度的新相互作用的粒子，产生于高红移活动星系核。
2000-12-04 astro-ph hep-ph
Low-Redshift Cosmic Baryon Fluid on Large Scales and She-Leveque Universal Scaling
我们研究了宇宙重子流体在非线性区域的统计性质，这对于理解宇宙大尺度结构的形成是至关重要的。利用具有宇宙学常数的冷暗物质模型中的宇宙流体动力学模拟样本，证明了在Jeans长度到16 Mpc/h尺度范围内，宇宙重子流体速度场在红移z=0处的不稳定性可以用She-Leveque普适标度公式很好地描述.重子流体还具有以下特点：（1）在体重统计中，耗散结构以片为主;（2）涨落强度之间的关系是层次性的。这些结果表明，高度演化的宇宙重子流体的演化类似于一个充分发展的湍流。
2006-02-10 astro-ph physics.flu-dyn
