Dark Before Light: Testing the Cosmic Expansion History through the Cosmic Microwave Background
宇宙膨胀的历史从广义上说是从辐射主导的时代到物质主导的时代再到加速的、暗能量主导的时代。我们研究在早期宇宙中是否可能存在间歇性的加速周期--在大爆炸核合成（BBN）和重组之间以及更远的地方。我们确定标准图像是非常可靠的：宇宙微波背景中各向异性的观测排除了1 \leq z \lesssim 10 ^5（对应于5 \times 10 ^{-4}\{\rm eV} \leq T \lesssim 25\{\rm eV}）之间任何额外的加速膨胀期。
2010-09-17 astro-ph.CO
Late time cosmology with LISA: probing the cosmic expansion with massive black hole binary mergers as standard sirens
本文总结了LISA任务的潜力，约束宇宙的膨胀历史，使用大规模黑洞二进制合并作为引力波标准警报。在简要回顾了标准海妖的概念之后，简要介绍了文献[1]的分析和方法，说明了如何利用LISA作为宇宙学探测器，并对文献[1]中的一些结果进行了评述。[1，2]的方法来估计LISA在约束宇宙学参数方面的能力。
2016-12-08 astro-ph.CO
Gas sloshing, cold fronts, Kelvin-Helmholtz instabilities and the merger history of the cluster of galaxies Abell 496
我们调查的起源和性质的多晃动冷锋的核心Abell 496观测和专用流体动力学模拟之间的直接比较。我们的模拟模拟了与4{ \times } 10^13 M { \circ }子星系团的小型合并，该子星系团从西南向东北偏北穿过A496，在东南部以近心点距离100到几个100 kpc经过星系团核心大约0.6到0.8 Gyr前。由合并引发的气体晃动可以再现几乎所有观测到的特征，例如，在集群中心的螺旋状亮度剩余分布的特征和它的不对称性到500 kpc，以及冷锋的位置和对比度。如果子星系团靠近（100 kpc）星系团核心，产生的剪切流足够强，触发开尔文-亥姆霍兹不稳定性，在投影中类似于阿贝尔496冷锋中的特殊扭结。最后，我们表明，晃动不会导致一个显着的修改的全球ICM配置文件，但温和的振荡周围的初始配置文件。
2011-12-06 astro-ph.CO
The ALHAMBRA survey: an empirical estimation of the cosmic variance for merger fraction studies based on close pairs
我们的目标是经验估计，第一次，宇宙方差影响合并分数的研究的基础上密切对。我们从光度红移为10 h ^-1 kpc <= rp <= 50 h ^-1 kpc且Dv <= 500 km/s的密偶中计算出并合分数，并在ALHAMBRA巡天的48个子场中进行了测量。我们研究了测量的合并分数的分布，遵循对数正态函数，并估计宇宙方差sigma_v作为所观察到的分布的内在色散。我们发展了一个极大似然估计器来测量一个可靠的sigma_v，并避免了由于观测误差（包括泊松散粒噪声项）引起的离散。合并分数的宇宙方差主要取决于（i）所研究的粒子数密度，包括主星系（n_1）和伴星系（n_2），以及（ii）探测到的宇宙体积V_c。我们发现一个显着的依赖性，既不是用来定义密切的同伴，红移，也不是物理选择（光度或恒星质量）的样本的搜索半径。我们用n_1、n_2和V_c来表示宇宙方差的参数，σ_v = 0.48 n_1^{-0.54} V_c^{-0.48}（n_2/n_1）^{-0.37}。多亏了这个处方，未来基于密偶的合并分数研究可以正确地解释其结果的宇宙差异。
2014-01-20 astro-ph.CO
Constraining the Merger History of Primordial-Black-Hole Binaries from GWTC-3
利用GWTC-3引力波事件约束原初黑洞双星的并合历史，发现多次并合贡献次主导，可忽略；对数正态质量函数拟合最佳，恒星质量PBH不主导冷暗物质。
2023-04-02 astro-ph.CO gr-qc
The significant contribution of minor mergers to the cosmic star formation budget
我们估计一个经验下限宇宙恒星形成的分数，是由当地宇宙中的小合并引发的。分裂的星系形态的恒星形成预算，我们发现，早型星系（ETG）主机的预算的14%，而Sb/Sc星系主机的本地恒星形成活动的大部分（~53%）。最近的研究表明，附近ETG的恒星形成是由微小的合并驱动的，这意味着至少有14%的局部恒星形成是由这个过程触发的。一个更准确的估计可以通过注意到一个坠落的卫星可能会在一个“后来”形态类型的星系中引起一个更大的星暴来得出，这既是由于吸积星系中更高的气体可用性，也是因为一个更大的凸起更好地稳定了盘对恒星形成的影响。这使我们能够使用ETG中的恒星形成来估计晚型星系（LTG）中恒星形成的分数的下限，这是次要的合并驱动。使用与LTG质量和环境匹配的ETG子样本（意味着类似的卫星群），我们估计这一限制为~ 24%。因此，小合并导致的宇宙恒星形成比例的下限为~35%（14% [ETG] + 0.24 x 86% [LTG]）。观测到的黑洞和星系质量之间的正相关性进一步表明，小的合并也可能触发类似比例的黑洞吸积。因此，对小合并残余物的详细研究是必不可少的，以量化这一重要过程在驱动恒星质量和本地宇宙中黑洞增长方面的作用。
2013-09-30 astro-ph.CO
Galaxy Formation as a Cosmological Tool. I: The Galaxy Merger History as a Measure of Cosmological Parameters
由于星系形成和演化在很大程度上取决于宇宙的结构，星系的组装历史可能是了解宇宙本身的一个强有力的方法。在本文中，我们研究合并历史的暗物质晕的基础上扩展的Press-Schechter形式主义的宇宙学参数，红移和晕质量的函数。我们计算如何主要的晕合并的宇宙学值的变化的影响$Ω_{\rm m}$，$Ω_Λ$，$σ_{8}$，暗物质粒子温度（温暖与冷暗物质），和一个常数和不断变化的状态方程参数$w(z)$的值。我们发现，在一个给定的晕质量的合并分数的变化高达三个因素的冷暗物质的假设下形成的晕，在不同的基础宇宙学参数。我们发现，目前的合并历史的测量，通过观察到的星系对以及通过结构测量，是一致的和谐宇宙学与当前最适合给$1 - Ω_{\rm m} = Ω_{\rm Λ} = 0.84^{+0.16}_{-0.17}$。为了获得一个更精确的约束与最近测量的宇宙学参数的普朗克和WMAP要求测量的合并精度为$δf_{\rm m} \sim 0.01$，这意味着调查与精确测量的合并历史超过2 - 20度$^{2}$，这将是可行的下一代成像和光谱调查，如欧几里得和LSST。
2014-07-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Modified theory of gravity and the history of cosmic evolution
在修正引力理论中，曲率平方项、线性项、三分之二项和理想流体的组合实现了从早期类弗里德曼辐射时代到晚期宇宙加速时代的连续过渡，并经历了一个漫长的类弗里德曼物质主导时代和第二阶段的辐射时代。因此，宇宙演化的历史是由修正的引力理论单独解释的。类辐射时代的第二阶段可能为低红移下氢和氦的再电离提供了解释。
2014-08-07 astro-ph.CO
A practical guide to the massive black hole cosmic history
回顾了我们目前对大质量黑洞形成和演化的认识。在简要介绍了层次结构形成范式中MBHs的相关性之后，我讨论了在高红移下种子BH形成及其随后的质量增长和自旋演化的主要可行渠道。新兴的层次图片，MBH增长通过合并触发吸积插曲，获得他们的质量，而闪耀的类星体，是整体上强大的，但过于简单化，以解释MBH现象学中观察到的多样性。我简要讨论了哪些未来观测将有助于揭示不久的将来MBH的宇宙历史，并特别关注即将到来的引力波窗口。
2011-10-28 astro-ph.CO
Spectral Distortion of the CMB by the Cumulative CO Emission from Galaxies throughout Cosmic History
我们发现，在整个宇宙历史中，星系的累积CO排放扭曲了宇宙微波背景（CMB）的光谱，其水平远高于未来仪器的检测限，如原始膨胀探测器（PIXIE）。建模的CO信号在100-200 GHz的频率间隔中具有显著的凸起，具有~ 2 $\times$ 10 $^{-23}$ W m $^{-2}$ Hz $^{-1}$ sr $^{-1}$的特征峰值强度。大部分的CO前景来源于适度的红移，z ~ 2-5，并且需要有效地去除来自早期宇宙的更微妙的扭曲。
2016-02-16 astro-ph.CO
Quadratic genetic modifications: a streamlined route to cosmological simulations with controlled merger history
最近的工作研究了一个星系的历史和它的可观察到的属性之间的相互作用，使用“基因改造”宇宙学变焦模拟。该方法系统地产生替代的历史晕，同时保持其宇宙学环境固定。迄今为止的应用程序改变了初始条件的线性特性，如指定区域的平均过密度;我们扩展了配方，包括二次功能，如局部方差，这决定了整体的重要性，顺利吸积相对于合并星系的历史。我们引入了一个有效的算法，这类新的修改，并证明了它的能力，以控制一个区域的方差在一维玩具模型。这项工作的成果是双重的：（一）澄清的遗传修饰的配方和（二）二次修改的概念证明，导致即将实施的宇宙学模拟的方式。
2017-11-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Concentrations of Dark Haloes Emerge from Their Merger Histories
浓度参数是暗物质晕的一个关键特征，它方便地将晕的现代结构与其组装历史联系起来。使用“黑暗的天空”，一套宇宙学$N$体模拟，我们调查如何晕浓度随时间的演变，并出现从质量组装的历史。我们还探讨了浓度和组装历史之间的关系的分散的起源。我们发现晕浓度的演化有两种主要模式：（1）由于伪演化而导致的平滑增加;（2）对物理合并事件的强烈响应。合并事件引起持久的和实质性的变化晕结构，我们观察到的浓度参数的普遍响应。我们认为，合并事件是一个主要的贡献者在固定的晕质量和形成时间的晕浓度的不确定性。事实上，即使是通常被归类为具有静态形成历史的晕，也会经历多次较小的合并。这些轻微的合并驱动小偏离伪进化，这会导致浓度参数的波动，并导致浓度和组装历史之间的关系有效地不可约的分散。因此，当使用当前的晕浓度参数作为晕组装历史的代理时，应谨慎，特别是如果最近的合并历史是未知的。
2020-09-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the expansion history of the universe from the red shift evolution of cosmic shear
我们提出了一个定量分析的约束条件的总状态方程参数，可以得到从测量宇宙剪切的红移演化。我们比较的约束，可以从测量的自旋两个角多极矩的宇宙剪切的宇宙剪切的二维和三维功率谱所产生的。我们发现，如果宇宙剪切的多极矩测量足够准确的几个红移的约束条件下的暗能量状态方程参数显着改善相比，可以从其他测量。
2010-08-16 astro-ph.CO
Probing the Early History of Cosmic Reionization by Future Cosmic Microwave Background Experiments
宇宙再电离在宇宙微波背景（CMB）的温度和偏振各向异性上留下了自己的印记。CMB望远镜的进步已经对再电离的历史施加了重大的限制。由于不久的将来CMB望远镜的目标是最大的灵敏度，或仅受宇宙方差（CV）限制的观测，我们在此预测未来CMB观测在约束再电离历史方面的潜力。在这项研究中，我们进行马尔可夫链蒙特卡罗分析CV有限的E-模式偏振观测，如LiteBIRD（光卫星的研究B-模式偏振和膨胀从宇宙背景辐射探测），基于几种不同的方法，不同的方式采样再电离历史。我们特别关注于估计非常早期的历史，发生在红移$z>15$，这是量化的部分CMB光学深度由于自由电子在$z>15$，$τ_{z>15}$。我们发现，$τ_{z>15} \sim 0.008$的再电离，这是远远低于目前的上限$τ_{z>15} \sim 0.02$，是可以实现的再电离模型在早期阶段与minihalo的优势，并可以区分与$τ_{z>15} \lesssim 5\times 10^{-4}$通过CV有限的CMB偏振观测。然而，对$τ_{z>15}$的准确估计仍然有些难以捉摸。我们调查是否resscribe有限球谐模式的E模式偏振数据可以解决这个缺点。
2022-02-09 astro-ph.CO
The three-dimensional geometry and merger history of the massive galaxy cluster MACS J0358.8-2955
我们提出了一个组合的X射线/光学分析的大规模集群MACS J0358.8-2955（z=0.428）的动态观测的基础上与钱德拉X射线天文台，哈勃太空望远镜，和Mauna Kea山上的Esclek-I望远镜的结果。MACS J0358.8-2955是Z>0.3的X射线最明亮的星团之一，其特征是L_X（<r_500）= 4.24*10^45 erg/s，kT = 1.24 *10^45 erg/s。（9.55 ± 0.58/-0.37）keV，M^{3D}_{gas}（<r_500）=（9.18+/-1.45）× 10^13 M_sun，M^{3D}_{tot}（<r_500）=（1.12+/-0.18）× 10^15 M_sun.该系统的高速色散为（1440 + 130/-110）km/s（当使用正确的相对论方程时为890 km/s），然而，由于至少三个子星系团的复杂合并，沿视线方向的下沉膨胀了。一次碰撞接近正面，而第二次碰撞具有显著的碰撞参量。星系团内气体的温度变化、两个试探性冷锋、测量的星系团径向速度以及碰撞和非碰撞星系团成分之间的小偏移都表明，这两个合并事件都是在靠近核心通道和沿着相对于天空平面倾斜很大的轴线观察到的。锚定在三个三重图像系统（其中两个光谱红移）的系统的强透镜分析产生独立的质量分布的约束。对于8.2%的气体分数，由此产生的强透镜质量分布与我们的X射线估计是非常一致…
2012-11-07 astro-ph.CO
On ths assembly history of stellar components in massive galaxies
Matsuoka & Kawara（2010）表明，在0 < z < 1期间，质量最大的星系（log M/M_sun=11.5-12.0）的数密度比质量次大的星系群（log M/M_sun=11.0-11.5）增加得更快。这似乎与明显的“缩编效应”相矛盾。我们试图理解这两个观察结果的背景下，层次合并的范例，使用半分析技术。我们的模型近似地再现了Matsuoka & Kawara（2010）的结果。缩小也可以理解为较大的星系平均具有较小的组装年龄，但恒星年龄较大。我们的基准模型进一步揭示了大质量星系的恒星质量增长的历史细节。质量最大的星系（log M/M_sun=11.5-12.0，z=0），大多数是最明亮的星系团，大约70%的恒星成分是通过合并吸积获得的。随着星系质量的增加，合并吸积的作用单调下降：在z=0时，log M/M_sun=11.0-11.5为40%，log M/M_sun=10.5-11.0为20%。在整个红移范围内，通过星系合并产生的比吸积恒星质量速率下降非常缓慢，而比恒星形成速率则随时间急剧下降。对于质量最大的星系，并合吸积成为z~2处恒星质量增长的最重要通道。另一方面，在L* 星系中，原位恒星形成一直是主要的通道。
2013-02-06 astro-ph.CO
Current constraints on the cosmic growth history
我们目前的宇宙生长历史与最近的宇宙学数据的限制，允许偏离λ CDM可能会出现，如果宇宙加速是由于修改GR或不均匀的暗能量。我们结合措施的宇宙膨胀的历史，从1a型超新星，重子声学振荡和CMB，从最近的星系，CMB和弱透镜调查的结构增长的限制，以及ISW星系的互相关。从λ CDM的偏差参数化的泊松方程和两个牛顿势之间的关系的唯象修改。我们发现，在CMB形成时存在的修改通过它们对测量良好的CMB声峰的影响而受到严格约束。相比之下，对生长历史的后期修改的约束（如果修改与宇宙加速的开始有关，可能会出现这种情况）要弱得多，但在95%的置信水平下与Lambda CDM保持一致。对于这些后期的修改，我们发现，在大尺度和小尺度上的演化差异可以提供一个有趣的签名，通过它来搜索修改后的生长历史与未来的宽角度覆盖，大尺度结构调查。
2010-04-26 astro-ph.CO
Cosmic expansion history from SNe Ia data via information field theory -- the charm code
我们提出的魅力（宇宙历史不可知论重建方法），一种新的推理算法，重建编码在哈勃参数$H(z)$从超新星Ia数据的宇宙膨胀历史。该方法的新颖之处在于信息场论的使用，统计场论，是非常适合的最佳信号恢复算法的建设。魅力算法非参数化地推断出$s(a)=\ln(ρ(a)/ρ_{\mathrm{crit}0})$，即确定$H(z)$的密度演化，而不假设$ρ(a)$的解析形式，而仅假设其具有比例因子$a=(1+z)^{-1}$的平滑性。从数据中恢复信号$s(a)$的推理问题是制定在一个完全贝叶斯的方式。详细地说，我们将信号重写为背景宇宙学和扰动的总和。这使我们能够确定的最大后验估计的信号的迭代维纳滤波器的方法。应用魅力的Union 2.1超新星编译，我们已经恢复了宇宙膨胀的历史，是完全兼容的标准$Λ$ CDM宇宙膨胀的历史与普朗克任务的结果一致的参数值。
2016-12-19 astro-ph.CO
The rise and fall of stellar discs across the peak of cosmic star formation history: mergers versus smooth accretion
从一个国家的最先进的宇宙流体动力学模拟，地平线-AGN星系合并树，我们进行了统计研究如何合并和平滑吸积驱动星系的形态特性以上$z > 1$。更具体地说，我们研究恒星的密度，有效半径和形状参数来自惯性张量取决于合并不同的质量比。我们发现了强有力的证据表明，在宇宙时间内，平滑的吸积往往会使小星系变平，从而形成盘。另一方面，合并，而不仅仅是主要的合并，表现出膨胀和破坏恒星盘的倾向，证实了椭圆星系的起源。我们还发现，椭圆星系更容易通过合并比盘星系的尺寸质量演化$r \prop M^{1.2}$而不是$r \prop M^{-0.5} - M^{0.5}$取决于合并质量比的大小增长。气体含量驱动的大小质量的演变，由于合并与气体贫星系$r \prop M^2$比气体丰富的星系$r \prop M$更快的大小增长。
2015-02-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the cosmic merger history of intermediate-mass black holes with gravitational wave detectors
中等质量黑洞（IMBHs）还没有被发现，除了任何合理的怀疑，通过动力学或吸积签名。引力波（GWs）代表了一个无与伦比的机会来调查天空和检测IMBH的合并，使其有可能首次限制它们的形成，增长和合并历史跨越宇宙时间。虽然目前的LIGO-Virgo-KAGRA网络在检测IMBH双星合并方面受到很大限制，但下一代地面观测站和天基任务有望通过每年检测几个事件来揭示IMBH人口。在这里，我们通过确定下一代GW观测站的最佳网络来评估这种可能性，以重建整个宇宙时间的IMBH合并历史。我们表明，旅行者，爱因斯坦望远镜，宇宙探测器将能够约束合并IMBHs的主要质量的分布高达$\sim 10^3\ M_\odot$和质量比$\gtrsim 0.1$，而LISA将互补这样做，在更高的质量和更小的质量比。因此，下一代地基和天基观测站网络将有可能重建IMBH的合并历史。此外，质量为$\lesssim 5\times 10^3\ M_\odot$的IMBH可以在多波段观测到，红移可达$z\approx 4$，开创了GW天文学的新纪元。
2023-01-14 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Detecting massive black hole binaries and unveiling their cosmic history with gravitational wave observations
基于空间的引力波天文学将为宇宙打开一扇全新的窗户，大质量的黑洞双星预计将成为这一即将到来的阶段的主要演员。新引力波观测站是一个空间干涉仪建议，它源自以前的激光干涉仪空间天线概念。我们在这里描述它的能力，观察大规模的黑洞双星在整个宇宙中，测量其相关参数（质量，自旋，距离观察者），以高精度。探测到的系统的统计特性可以用来限制大质量黑洞的宇宙历史，提供对微弱，高红移宇宙的深刻见解。
2012-09-20 astro-ph.CO
Measuring the History of Cosmic Reionization using the 21-cm PDF from Simulations
21 cm PDF（即，像素亮度温度的分布）预期在再电离期间是高度非高斯的，并且提供关于密度和电离的分布的重要信息。我们测量的21厘米PDF作为红移的函数在一个大的宇宙再电离模拟，并提出了一个简单的经验拟合。由模拟PDF的指导下，我们进行了极大似然分析的能力，即将进行的实验，以测量的形状的21厘米PDF，并从它的宇宙再电离的历史。在最强的假设下，我们发现即将进行的实验可以测量再电离的中期到后期阶段的再电离历史，精度为1-10%。在一个更灵活的方法，允许在每个红移四个自由参数，类似的精度需要较低的噪音水平的第二代21厘米的实验。
2009-07-20 astro-ph.CO
Decoding the thermal history of the merging cluster Cygnus A
本研究利用Chandra和XMM-Newton数据分析了并合星系团天鹅座A的X射线辐射，通过构建球形星系团模型进行对比，发现并合区域加热源于持续并合和中心AGN活动，AGN在过去300 Myr注入约10^62 erg能量。
2024-01-05 astro-ph.CO
On the Merger Rate of Primordial Black Holes in Cosmic Voids
本研究聚焦宇宙空洞内原初黑洞的并合率问题，通过计算空洞暗物质晕中原初黑洞的并合率，明确其对aLIGO-aVirgo探测到的引力波事件的贡献，还分析了该并合率的红移演化及与质量、占比的关系。
2023-04-03 astro-ph.CO gr-qc
Testing $Λ$CDM with ANN-Reconstructed Expansion History from Cosmic Chronometers
Faculty of Symbiotic Systems Science, Fukushima University（共生系统科学学院，福岛大学）
本文提出基于ANN的非参数方法重构晚期宇宙膨胀，利用最新宇宙钟数据重建Hubble参数，验证了该方法在ΛCDM模型预测内的可靠性。
2026-10-02 astro-ph.CO
Merger History of Clustered Primordial Black Holes
研究原初黑洞集群的合并历史，揭示其合并率与孤立系统差异，并发现引力波背景谱斜率变化。
2025-12-07 astro-ph.CO gr-qc
Deep Chandra X-ray Observations of Abell 2029: the Merger History of a Relaxed, Strong Cool Core Cluster
该研究通过深度钱德拉X射线观测揭示了松弛冷核星系团Abell 2029的晃动螺旋结构、ICM子结构及并合遗迹，结合模拟表明其是子星系团二次核心穿越的结果，说明松弛星系团仍存丰富动力学活动历史。
2025-11-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Effects of cosmological parameters and star formation models on the cosmic star formation history in LambdaCDM cosmological simulations
利用基于冷暗物质（CDM）模型的宇宙学光滑粒子流体动力学（SPH）模拟，研究了宇宙学参数和恒星形成（SF）模型的变化对宇宙SF历史的影响.我们在1-sigma误差范围内改变宇宙学参数，从WMAP最佳拟合参数，并发现宇宙学参数的这种变化主要影响宇宙SF历史的振幅。在高红移（以下简称高z），恒星形成率（SFR）是敏感的宇宙学参数，控制小尺度功率的原始功率谱，而宇宙物质的内容变得重要，在较低的红移。我们还测试了两个新的SF模型：1）基于Schaye & Dalla Vecchia（2008）工作的“压力”模型，以及2）基于Blitz & Rosolowsky（2006）工作的考虑分子氢形成效应的“闪电”模型。与以往的传统SF模型相比，压力模型降低了低密度区域的SFR，并显示出更好的协议与肯尼卡特-施密特定律的观测。这个模型也抑制了早期恒星的形成，并将宇宙SF历史的峰值向较低的红移移动，这与最近对宇宙SFR密度的观测估计更加一致。新SF模型的模拟还预测了高z星系中较低的全球恒星质量密度，较大的低质量星系群和较高的气体分数。我们的研究结果表明，有空间留在模型的不确定性，以调和宇宙SF的历史和恒星质量密度的理论和观测之间的差异。尽管如此，我们的模拟仍然预测了比大多数观测估计更高的恒星质量密度。
2010-05-14 astro-ph.CO
Constraining changes in the merger history of (P)BH binaries with the stochastic gravitational wave background
来自原始黑洞分布的黑洞双星可能会表现出大的合并率，直到大的红移。使用唯象模型的合并率，我们表明，其斜率的变化，红移$z\sim 4$，约束的随机引力波背景的振幅从LIGO/室女座O3运行的电流限制。这表明，随机背景约束的合并率大于单个事件视界的检测（$z\simeq 1$相同的检测器）的红移。此外，我们表明，陡峭的合并率的随机引力波信号在中频的形状不同于通常的$2/3$ IR标度。我们讨论了我们的模型的影响，为未来的实验在很宽的频率范围内，作为设计LIGO/Virgo阵列，爱因斯坦望远镜，LISA和PTA。此外，本发明还我们表明，i）随机背景和目前的合并率提供了同样的约束边界上的丰度PBH所产生的高斯分布的不均匀性和ii）退化的水平上的随机背景（即不同的合并历史导致类似的随机背景）可以通过考虑由未来的探测器（如爱因斯坦望远镜）从数量计数中对合并率的补充直接观测来打破。
2022-01-28 astro-ph.CO gr-qc
The Cosmic History of Black Hole Growth from Deep Multiwavelength Surveys
在过去的几年里，人们在理解超大质量黑洞如何形成和成长方面取得了重大进展。在本文中，我们首先回顾了活动星系核（AGN）的光谱特征，从射电到硬X射线波长。然后，我们描述了最常用的方法来找到这些来源，包括光学/紫外线，无线电，红外线和X射线发射和光学发射线。然后，我们描述的主要观测特性的模糊和未模糊AGN人口。最后，我们总结了黑洞吸积的宇宙历史，即，在宇宙历史上，超大质量黑洞获得了大部分质量。最后，我们总结了开放性问题，并描述了计划和未来的天文台，这将有助于回答这些问题。
2011-12-01 astro-ph.CO
Cosmic Reionization On Computers II. Reionization History and Its Back Reaction on Early Galaxies
我们比较了几组宇宙学模拟宇宙再电离的结果，宇宙再电离计算机（CROC）项目下产生的，与现有的观测数据的高红移Ly-alpha森林和丰富的Ly-alpha发射体。我们发现很好的一致性与观测测量和以前的模拟工作。由于每一组数值参数都有几个独立的实现，我们能够探索宇宙方差对可观测量的影响。我们被迫得出的一个意想不到的结论是，宇宙方差在z>6时异常大，我们的模拟和观测测量（很有可能）仍然没有完全收敛，即使是平均冈恩-彼得森光学深度或体积加权中性分数等基本量。我们还发现，再电离对早期星系或全球宇宙恒星形成历史的影响很小，因为其气体含量受光电离影响的星系首先不包含分子（即恒星形成）气体。特别是，由JWST的星系光度函数的暗端的测量是不太可能提供一个有用的约束再电离。
2014-08-04 astro-ph.CO
Filamentary Baryons and Where to Find Them: A forecast of synchrotron radiation from merger and accretion shocks in the local Cosmic Web
我们产生概率预测的低红移（$z < 0.2$）同步宇宙网的一半北天。特别是，我们预测的贡献，在$ν_\mathrm{obs} = 150\ \mathrm{MHz}$从合并冲击集群和吸积冲击的细丝，这两个产生在大尺度结构形成的特定强度函数。我们假设了一个原始的磁场发生的情况下，但我们的方法是一般性的，足以允许探索替代磁场发生的情况下，甚至替代辐射机制和光谱窗口。在未来，通过比较不同的预测，人们可以从同步加速器宇宙网探测中推断出最合理的物理模型。我们的方法结合了贝叶斯大尺度结构重建，快照的MHD宇宙学模拟，高斯随机场，和射线追踪的方法。研究结果有助于选择深部观测目标，并可用于实际探测实验。我们重点预测的武仙座星系团，后发座星系团，阿贝尔2199，阿贝尔2255，洛克曼洞和大熊座超星系团。在度尺度分辨率下，中值比强度达到$m_{I_ν} \sim 10^{-1}\ ξ_e\ \mathrm{Jy\ deg^{-2}}$，其中$ξ_e$是电子加速效率。
2022-03-10 astro-ph.CO
Inferring the Merger History of Primordial Black Holes from Gravitational-Wave data and the Stochastic Signatures
本研究利用引力波暂现源目录数据，通过贝叶斯分析约束原初黑洞双星并合率，给出红移演化指数与局域并合率的估计，指出随机引力波背景可用于探测原初黑洞并合的累积历史。
2025-07-28 astro-ph.CO gr-qc
Astrophysical constraints on massive black hole binary evolution from Pulsar Timing Arrays
我们认为，可以从目前和未来可能的脉冲星定时阵列（PTA）的结果，仅从大规模的黑洞二进制人口和他们的形成历史的信息。我们使用模型的随机引力波背景的圆形大质量黑洞二进制与啁啾质量范围内$10^6 - 10^{11} M_\odot$演变完全是由于辐射反应。我们的参数化模型的黑洞合并的历史，使只有弱的假设的性质，黑洞合并在宇宙时间。我们表明，当前的PTA结果对黑洞合并密度设定了上限，该上限不取决于特定合并历史模型的选择，但它们没有提供有关红移或质量分布的信息。我们表明，即使在一个因素的幅度灵敏度增加10的检测结果的情况下，PTA只会把弱约束源合并密度作为质量的函数，并不会提供任何额外的信息的红移分布。如果没有额外的假设或来自其他观测的信息，探测就不能有意义地将大质量黑洞的合并率限制在零以上或任何特定质量。
2015-10-08 astro-ph.CO
Cosmic recombination history in light of EDGES measurements of the cosmic dawn 21-cm signal
最近对来自宇宙黎明的全球21厘米信号的EDGES测量表明，星系间介质（IGM）的动力学温度可能比其预期值低得多。较冷的IGM直接影响宇宙黎明和黑暗时期的氢复合，提高了复合率。在这里，我们研究和量化，更冷的IGM方案的背景下，宇宙的重组历史的DM重子相互作用模型，这是广泛用于解释的深度的EDGES 21厘米信号的影响。我们发现，在一般情况下，氢电离分数得到抑制在黑暗时代和宇宙黎明和抑制逐渐增加，在较低的红移，直到X射线加热turnon.However，电离分数的准确估计需要知识的IGM的整个热历史，从时代的热退耦的氢气和宇宙黎明的CMBR。这是可能的，两个单独的方案，预测非常相似的HI差异温度在宇宙黎明期间，并与EDGES 21厘米信号一致，可能有非常不同的IGM温度在黑暗时代。在这两种情况下的电离分数的演变是完全不同的。这使得我们无法单独使用EDGES 21 cm信号准确计算宇宙黎明期间的电离分数。我们发现，在红移$z \sim 17 $的标准方案中，电离分数的变化可能是$\sim 0 \%$到$\sim 36 \%$之间的任何变化。这种不确定性可能会减少，如果测量HI 21厘米差分温度在多个红移同时使用。
2020-09-03 astro-ph.CO
Measuring the History of Cosmic Reionization using the 21-cm Difference PDF
在宇宙再电离过程中，21厘米的亮度波动是高度非高斯的，互补的统计数据可以从像素亮度温度的分布中提取出来，而这些温度是不能从21厘米的功率谱中得到的。一个这样的统计量是21厘米差异PDF，两点之间的21厘米亮度温度差异的概率分布函数，作为点之间距离的函数。从模拟中提取的21厘米差分PDF的指导下，我们进行了极大似然分析模拟观测数据，并分析了目前和未来的低频无线电阵列实验的能力，以估计的形状的21厘米差分PDF，并测量宇宙再电离的历史。我们发现，一年的数据与实验，如默奇森宽场阵列应该足以探测大尺度在中期到后期阶段的再电离，而第二代实验应该产生详细的测量范围广泛的尺度在大部分的再电离时代。
2012-09-25 astro-ph.CO
GW231123: Binary Black Hole Merger or Cosmic String?
Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Artemis（蔚蓝海岸大学，蔚蓝海岸天文台，法国国家科学研究中心，阿耳忒弥斯实验室）；King’s College London, University of London（伦敦国王学院，伦敦大学）
GW231123引力波信号通过贝叶斯分析证实源自双黑洞并合，而非宇宙弦。
2025-07-28 astro-ph.CO gr-qc
Tracing the merger history of MACS clusters using the GMRT
星系团合并激波通过扩散激波加速有效地加速周围的电子，并通过压缩团间介质来放大磁场。因此，这类天体会产生大量的同步辐射。射电晕和Mpc尺度的外围射电遗迹有助于我们追溯团簇形成的历史。为了研究星系团的动力学状态及其与合并情景的关系，作为试点项目，我们从MACS（大规模星系团巡天）星系团样本中观察到了四个合适的候选者。观测同时进行了610和235兆赫的GMRT。我们观察到一个罕见的现象，在集群MACSJ0014.3-3022，它的主机既外围壮观的无线电遗迹和一个异常平坦的频谱中央巨射电晕的尺寸超过1.5兆秒差距。我们还报告说，另一个星团MACSJ0152.5-2852可能显示出最早和年轻的合并系统之一的迹象，我们在星团外围看到了一个微弱的0.5Mpc射电遗迹。
2014-11-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
A new stellar chemo-kinematic relation reveals the merger history of the Milky Way disc
已知太阳附近恒星的速度色散随着恒星年龄的增加而增加，但年龄可能很难确定，因此像α元素丰度这样的替代物（例如，Mg）相对于铁，[α/Fe]。在这里，我们报告了一个意想不到的行为，发现在一个巨大的恒星样本的速度色散从径向速度实验（RAVE）调查与高质量的化学和运动学信息，因为它强烈减少的恒星与[Mg/Fe] > 0.4 dex（即，那些在银河系生命的第一个Gyr中形成的）。这些发现可以用早期宇宙中大规模合并的扰动来解释，这些扰动对盘的外部影响更大，以及随后来自内部盘的具有较冷运动学的恒星的径向迁移。在不同的金属丰度亚群中，也发现了类似的速度分散的反向趋势。我们的研究结果表明，银河系盘合并的历史，可以恢复所观察到的化学运动学的关系，过去的合并事件的属性。
2013-12-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Core-halo mass relation of ultralight axion dark matter from merger history
在超轻轴子暗物质的结构形成的背景下，我们提供了一个替代的解释孤子核心和它们的主机晕在数值模拟中观察到的质量关系。我们的论点是完全基于二进制核心的主要合并过程中发生的质量增益，并在很大程度上独立于初始的核心晕质量关系分配给主机，刚刚崩溃。我们发现晕质量$M_h$和相应的核心质量$M_c$，$M_c\propto M_h^{2β-1}$，其中$(1-β)$是核心质量损失分数之间的关系。在随机合并树的核心群众的演变，我们发现我们的模型的经验证据。我们的结果是有用的统计模型的暗物质核心的星系及其子结构的性质在轴子暗物质宇宙学的影响。
2017-02-14 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Assembly History and Structure of Galactic Cold Dark Matter Halos
我们使用宝瓶座模拟系列研究的银河系质量的冷暗物质晕的结构上的装配历史的印记。我们的研究结果证实了早期的工作，关于合并的质量密度分布和内向外增长的晕的影响。包含可见星系的内部区域从早期起就很稳定，只有在重大合并时才会受到显着影响。扩散吸积或微小合并的粒子主要出现在晕的外围。我们的分析揭示了与目前对分层晕组装的看法背道而驰的趋势。例如，主要的合并（即祖先质量比大于1：10的合并）对光环的总质量增长贡献很小，平均不到我们的六个宝瓶座光环的20%。小的合并和没有分解成单个物体的“扩散”物质大致相等地贡献了大部分。这与基于扩散集理论的建模是一致的，该理论表明大约一半的这种扩散材料不应该是任何规模的晕的一部分。有趣的是，模拟本身表明，一个显着的部分是不是真正的扩散，因为它是从早期的晕合并之前，他们加入主系统弹出。宝瓶座号的模拟将晕解析到比预期保留气体或形成恒星的质量尺度低得多的质量尺度。因此，这些结果证实了大多数形成可见星系的重子是扩散吸积的，而不是通过合并，并且它们表明只有相对罕见的主要合并才会在以后的时间影响星系结构。
2010-09-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Mass and star formation rate of the host galaxies of compact binary mergers across cosmic time
我们调查的紧凑的双合并跨宇宙时间的宿主星系的属性，人口合成模拟结合从EAGLE套件的星系星表。我们分析了从红移0到红移6的中子星双星、黑洞-中子星双星和黑洞双星的合并率。在这里考虑的任何红移下，每个星系的双星合并率与宿主星系的恒星质量密切相关。BNS的这种相关性明显比BHNS和BBH的相关性更陡。此外，我们发现每个星系的合并率也依赖于宿主星系的恒星形成率和金属丰度。我们推导出一个稳健的拟合公式，该公式将每个星系的合并率与星系的恒星形成率、恒星质量和金属丰度在不同的红移。主星系的典型质量随着红移的减小而显著增加，这是致密双星的延迟时间分布和星系的宇宙组装之间相互作用的结果。最后，我们研究了合并率密度随红移的演化。在低红移（$z\leq{}0.1$）时，早型星系对合并速率密度的贡献大于晚型星系。这种趋势在$z\ge{}1$中逆转。
2019-10-10 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Characterizing the formation history of Milky Way-like stellar haloes with model emulators
我们使用半解析模型ChemTreeN，再加上宇宙学的N体模拟，探索不同的星系形成的历史可以影响银河系类星系的恒星晕和他们的卫星人口的观测特性。高斯过程用于生成模型仿真器，其允许在p维输入参数空间的任何位置处统计地估计期望的模型输出集合。这使得人们能够比其他方式更快地探索整个输入参数空间的数量级。使用模拟观测数据集生成的ChemTreeN本身，我们表明，它是可以成功地恢复用于生成模拟观测值的输入参数向量，如果合并历史的主机晕是已知的。然而，我们的研究结果表明，对于一个给定的观测数据集的“最佳拟合”参数的确定是非常容易受到特定的合并历史的主机。非常不同的晕合并历史可以重现相同的观测数据集，如果“最佳拟合”参数允许从历史到历史的变化。因此，使用这些技术来描述银河系形成历史的尝试必须进行统计，分析高分辨率N体模拟的大样本。
2012-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmic History of Chameleonic Dark Matter in $F(R)$ Gravity
通过构造宇宙环境的时间演化，研究了$F(R)$引力中标量子的宇宙历史，并基于变色龙机制讨论了早期和现代宇宙中的变色龙暗物质.然后我们发现标量子可以是一种暗物质。我们还提出了一个有趣的可能性，$F(R)$重力可以解决的巧合问题。
2017-12-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmology with hybrid expansion law: scalar field reconstruction of cosmic history and observational constraints
在本文中，我们考虑一个简单的形式的宇宙膨胀历史称为混合膨胀律-一个产品的幂律和指数型函数。这种构造模仿了幂律和德西特宇宙学的特殊情况，但也提供了从减速到宇宙加速的过渡的优雅描述。我们指出了所考虑的宇宙历史的Brans-Dicke实现。我们构造了quintessence，phantom和tachyon场的势，这些势可以产生广义相对论中的混合展开定律。我们研究了观测约束的模型与混合膨胀律适用于晚时间加速以及早期宇宙的核合成。
2014-01-12 astro-ph.CO gr-qc
The cosmic merger rate of stellar black hole binaries from the Illustris simulation
黑洞双星的宇宙合并率密度可以为我们提供一个重要的线索，以限制BHB的形成渠道，根据目前和即将到来的引力波的检测。采用Monte Carlo方法，将新的BHB粒子数合成模型与Illustris宇宙学模拟相结合，研究BHB合并的宇宙历史。我们探讨六个人口合成模型，不同的处方超新星，共同的信封，和出生踢。在大多数模型中，宇宙BHB合并率与宇宙恒星形成率遵循相同的趋势。宇宙BHB合并率的正常化在很大程度上取决于共同包络的处理和出生踢的分布。我们发现，大多数BHB合并在LIGO的仪器视界来自相对贫金属的祖先（<0.2 Zsun）。合并BHB的总质量跨越了很大的范围，从~6到~82 Msun。在我们的基准模型中，与GW 150914、GW 151226和GW 170104一致的合并BHB分别占LIGO视界内合并的所有BHB的6%、3%和12%。重系统，如GW 150914，来自贫金属祖细胞（<0.15 Zsun）。大多数在本地宇宙中合并的类GW 150914系统似乎是在高红移时形成的，具有很长的延迟时间。相比之下，类似GW 151226的系统在整个宇宙历史中形成并融合，来自具有广泛金属丰度的祖先。未来的探测将是至关重要的，以限制共同的信封，对出生踢，并对BHB质量功能。
2017-08-18 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Star Formation History In Merging Galaxies
众所周知，星系间的相互作用会引发恒星暴增。年轻的大质量星团形成于相互作用的星系和合并可能成为年轻的球状星团。这些星系团的年龄可以提供有关相互作用触发事件发生时间的线索，从而为重建合并星系的恒星形成历史提供重要途径。星系合并的数值模拟可以实现不同的恒星形成规则。例如，取决于气体密度或由冲击触发的恒星形成预测了显着不同的恒星形成历史。为了检验这些模型的有效性，多天体光谱被用来绘制一系列星系合并不同阶段（Arp 256，NGC 7469，NGC 4676，Arp 299，IC 883和NGC 2623）的主体和尾部的年轻星团的年龄。我们发现，随着合并阶段的推进，年龄的累积分布变浅。这一结果表明，集群年龄的趋势作为合并阶段的功能。在NGC 4676中，我们发现两个星团的年龄约为1.7亿年，这表明它们可能是在第一次通过时形成的。它们在潮汐尾中的位置与激波诱导模型预测的恒星形成的空间分布一致。当比较NGC 7252中星团的年龄和空间分布与我们的模型时，我们发现一些星团可能在第一次通过时的瞬发星爆期间形成，正如激波诱导恒星形成的模拟所预测的那样。模拟结果表明，激波诱导机制是恒星形成的重要触发机制，利用星爆形成的星团年龄可以有效地确定合并星系的恒星形成历史。
2009-08-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Building Halo Merger Trees from the Q Continuum Simulation
宇宙学N体模拟是当今计算量最大的工作之一。一个关键的挑战是分析数十亿个紧凑的粒子团簇（称为晕）的结构、子结构和合并历史。有效地表示合并的历史晕是必不可少的许多星系形成模型用于生成合成天表，现代宇宙学模拟的一个重要应用。生成真实的模拟目录需要从模拟中计算大量的晕形成历史，并在许多时间步长内产生数十亿个晕，需要数百TB的分析数据。我们提出了快速并行算法产生晕合并树和跟踪晕子结构从一个单级，基于密度的聚类算法。合并树是通过分析相邻快照中的晕粒子隶属函数来创建的，子结构是通过跟踪合并晕的"核心"--靠近晕中心的粒子集来识别的。核心跟踪在创建合并树之后执行，并使用在树构造期间发现的关系将子结构与主机相关联。这些算法是用MPI实现的，并在Cray XK7超级计算机上进行了评估，使用了来自现代宇宙学模拟框架HACC的多达16，384个过程。我们目前的结果创建合并树从101个分析快照从Q连续体，大体积，高质量分辨率，宇宙学模拟进化的半万亿粒子。
2020-08-19 astro-ph.CO cs.DC
The cosmic merger rate of neutron stars and black holes
到目前为止，已经报道了六次引力波探测，为双紧凑物体的合并率提供了重要的见解。利用粒子群合成模拟和Illustris宇宙学模拟研究了双中子星（DNS）、中子星-黑洞双星（NSBH）和黑洞双星（BHB）的宇宙合并率。我们已经进行了六个不同的模拟，考虑不同的假设的效率的共同信封（CE）喷射和探索两个分布的超新星（SN）踢。从我们的模拟中得出的当前BHB合并率范围从$\sim{}150$到$\sim{}240$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$，仅轻度依赖于CE效率。相比之下，目前的域名合并率（从$\sim{}20$到$\sim{}600$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$）和NSBH合并率（从$\sim{}10$到$\sim{}100$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$）在很大程度上取决于CE和出生踢的假设。DNS的合并率与从GW 170817的检测推断的合并率一致，只有假设CE喷射的高效率和低SN反冲（从具有一维均方根$σ=15$ km s $^{-1}$的麦克斯韦分布得出）。
2018-06-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Milky Way and M31 Orbital History: Did the Local Group evolve in isolation?
利用M31自行运动新数据，结合Illustris模拟，研究银河系-M31轨道及角动量，发现约10%类本星系群系统可由孤立两体模型描述，且孤立演化系统近期无重大并合。
2025-04-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
VINTERGATAN-GM: How do mergers affect the satellite populations of MW-like galaxies?
本文利用 VINTERGATAN-GM 模拟套件研究星系合并历史对卫星星系系统的影响，发现 $z \approx 2$ 合并后卫星数量差异可持续数个 Gyr，但在 $z=0$ 时被抹除，表明近期合并历史是重建宿主动力学特性的重要散布来源。
2024-01-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Revealing the Cosmic History with Gravitational Waves
宇宙微波背景的特征提供了间接的证据，表明早期宇宙中热辐射占主导地位的时期之前是一个暴胀膨胀时期。在这里，我们将展示如何测量的随机引力波背景可以揭示宇宙的历史和物理条件，在膨胀，随后的预加热和再加热，以及热大爆炸时代的开始。标准模型的一个特别有动机和预测性的最小扩展就是一个例子，众所周知，标准模型为粒子物理学提供了一个完整的模型--直到普朗克尺度，为宇宙学提供了一个完整的模型--回到暴胀。
2022-09-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
LoCuSS: The splashback radius of massive galaxy clusters and its dependence on cluster merger history
我们提出了直接检测的溅回功能使用的大规模星系团的样本从本地集群子结构调查（LoCuSS）。这一特征在利用光谱学确认的星团成员的K波段星等获得的叠加光度密度分布图中（在$5σ$之上）被清楚地探测到。我们通过贝叶斯推断获得了最佳拟合模型，该推断将包括回溅特征的模型列为相对于不允许这种过渡的模型更能描述数据的模型。此外，我们还评估了集群动力学状态对回溅特征发生的影响。我们利用广泛的多波长LoCuSS数据集测试广泛的代理团簇形成的历史，发现最显着的依赖性的溅回功能的位置和规模，根据存在或不存在的X射线发射星系群在集群的下落区域。特别是，我们报告的第一次集群，不显示大规模的下落集团目前的溅回功能在一个较小的集群中心半径$ r_{\rm{sp}}/r_{\rm{200,m}} = 1.158 \pm 0.071$比集群，积极吸积集团$r_{\rm{sp}}/r_{\rm{200,m}} = 1.291 \pm 0.062$。这两个子样本之间的差异是显着的$4.2σ$，表明集群潜力和它的吸积速率和合并历史的属性之间的相关性。类似地，被分类为旧的和动态不活动的集群相对于更年轻、更活跃的集群呈现更强的回溅特征的签名。我们正在直接观察星系团的基本动力学性质如何在截然不同的物理尺度上产生反响。
2021-03-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
A first measurement of galaxy merger rate increasing in dynamically colder protoclusters at cosmic noon
该研究通过分析10个红移z~2-3的原星系团样本，发现动力学较冷的原星系团中星系并合率更高，为原星系团组装阶段的星系形态演化宇宙学模型提供了观测约束。
2024-12-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
