Galaxy Counts on the CMB Cold Spot
宇宙微波背景上的冷点可能是由于低红移的超空通过积分的Sachs-Wolfe效应产生的。我们用加拿大-法国-夏威夷望远镜上的MegaCam对该区域进行了成像，并在光度红移箱中显示了星系计数。我们排除了在0.5<z<0.9时存在欠密度δ =-0.3的半径为100 Mpc的球形超空泡的可能性。这些数据与低红移的低密度一致，但波动在宇宙变化范围内，低密度区域在天空中并不连续。因此，我们没有找到强有力的证据来证明超虚。我们不能解决小于50 Mpc半径的空隙，但是，这些只能作出微小的贡献的CMB温度下降。
2010-04-09 astro-ph.CO
Tracing the cosmological evolution of stars and cold gas with CMB spectral surveys
在LCDM宇宙学的背景下，对星系演化的完整描述需要测量整个宇宙时间内的平均恒星形成率（SFR）和冷气丰度。从CO阶梯的排放痕迹冷气体，和[CII]精细结构的排放在158微米的痕迹SFR。强度测绘是以红移为函数，而不是以单个星系为单位，来测量发射谱线的累积表面亮度。CMB光谱畸变仪器对CO和[CII]红移发射强度的平均值和各向异性都很敏感。大尺度各向异性与平均表面亮度和线亮度加权偏差的乘积成比例。这种偏差提供了星系演化与其宇宙学背景之间的联系，并且是强度映射的独特资产。交叉相关与星系红移调查允许明确的测量红移线的亮度，尽管残留的连续污染和闯入者。通过互相关测量谱线亮度也避免了宇宙方差，并提出了新的观测策略。银河系的前景发射比预期的信号大$\sim 10^3$倍，这对仪器的校准和稳定性提出了严格的要求。在一系列假设下，波段的线性组合足以清除连续谱污染，残差对仪器噪声产生适度的惩罚。对于PIXIE，$2 σ$对CO和[CII]发射的灵敏度从低红移的$\sim 5 \times 10^{-2}$ kJy/sr标度到通过再电离的~2 kJy/sr。
2017-03-22 astro-ph.CO
Detectability of cold streams into high-redshift galaxies by absorption lines
沿着宇宙网暗物质细丝流动的冷气体被预测为早期宇宙中大质量星系的盘积累、剧烈盘不稳定和恒星形成的主要资源提供者。我们研究在何种程度上这些冷流是可追溯的扩展环银河系环境中的星系通过Ly α吸收和选定的低电离金属吸收线。我们使用高分辨率放大AMR宇宙学模拟的预期吸收签名模型。在后处理中，我们区分了自保护气体和非保护气体。在自屏蔽气体，这是光学厚莱曼连续辐射，我们假设纯碰撞电离的电离势大于13.6 eV的物种。在光学上薄的，无屏蔽的气体中，这些物质也被元星系辐射光电离。除了从背景类星体的辐射吸收，我们计算的吸收线轮廓的辐射发射的星系在同一晕的中心。我们预测的吸收信号的强度为个别星系没有堆叠。我们发现，由流产生的Ly α吸收剖面与观测高红移星系的吸收和发射Ly α剖面是一致的。由于溪流中的金属含量低，覆盖系数低，金属吸收特征较弱，难以检测。
2012-06-18 astro-ph.CO
Hierarchical modeling and statistical calibration for photometric redshifts
现代光度星系巡天的宇宙学利用需要从宽带光度测量中得到精确（无偏）和精确（窄）的红移概率分布。现有的方法不符合这些要求。标准模板拟合提供了可解释的模型和误差，但缺乏灵活性来学习所观察到的光度学或光谱模板中的不准确性。机器学习解决了这些问题，但需要有代表性的训练数据，并且由此产生的模型和不确定性不能在物理模型的上下文中或训练数据之外进行解释。我们提出了一个层次化的建模方法，同时解决灵活性，可解释性和泛化的问题。它将模板拟合与灵活的（类似机器学习的）模型相结合，以校正光谱模板，对其红移分布进行建模，并重新校准光度观测。通过优化模型的完整后验分布并求解其（数千个）参数，可以对数据和SED模型进行全局统计校准。我们将这种方法应用于公共暗能量调查科学验证数据，并表明它提供了更准确和紧凑的红移后验分布比现有的方法，以及洞察剩余光度和SED系统学。该模型是因果性的，对未来数据进行预测（例如，附加的光度带通），并且其内部参数和分量是可解释的。这种方法并不要求训练数据必须完整或具有代表性;原则上，它甚至可以在光谱红移很少或没有的情况下工作。
2018-07-03 astro-ph.CO
KiDS+VIKING-450 cosmology with Bayesian hierarchical model redshift distributions
Imperial College（帝国理工学院）；University of Oxford（牛津大学）；CNRS & Sorbonne Université（法国国家科学研究中心与索邦大学）；Leiden University（莱顿大学）
本文利用贝叶斯分层模型框架，通过采样KiDS+VIKING-450调查中的星系红移分布，改进了弱引力透镜数据的宇宙学分析，缓解了与普朗克数据的S8张力，并推导了物质密度参数。
2026-05-14 astro-ph.CO
Filamentary Infall of Cold Gas and Escape of Lyman Alpha and Hydrogen Ionizing Radiation from an Interacting High-Redshift Galaxy
我们目前的观测一个特殊的莱曼α发射星系在红移3.344，发现在一个深，盲光谱调查微弱莱曼α发射器与麦哲伦II望远镜在哈勃超深场（HUDF）。该星系表现出复杂的莱曼α发射，包括一个扩展的，不对称的组成部分，部分抑制阻尼莱曼α吸收，和两个空间拉长，狭窄的发射功能。存档的HST ACS成像显示了恒星成分潮汐破坏的证据。这个V=27的星系似乎给了我们前所未有的见解，在高红移结构的形成中的两个基本阶段：气体流入普通星系，和逃逸到星系际介质的电离辐射。中性氢，部分落在一个狭窄的灯丝的形式，似乎发出荧光莱曼α光子引起的恒星电离通量逃离扰动星系。下落的物质可能代表一次冷吸积或相互作用触发的流入。观测到的莱曼α辐射所需的电离光子的速率与观测到的恒星星族产生的光子的速率是一致的，大约50%的电离光子从邻近的星系逃逸并遇到了下落的气体。星系的观测特性支持星系间的相互作用促进莱曼α和电离辐射逃逸的观点。我们认为，像目前的对象的星系可能是常见的高红移。因此，这个星系可能是一个较晚的例子，相互作用的矮星系人口显着贡献的宇宙再电离。
2011-05-24 astro-ph.CO
Cold accretion in early galaxy formation and its Lyman-alpha signatures
莱曼-α（Lya）辐射在探测高红移星系，包括最近遥远的红移z > 7的星系方面发挥了重要作用。它还可能包含关于这些星系起源的重要信息。在这里，我们研究了一个典型的L* 星系的形成和它在早期阶段的观测特征，通过宇宙流体动力学模拟和三维辐射转移计算相结合，使用新改进的ART ^2程序。我们的宇宙学模拟使用的天鹰座初始条件放大到一个银河系般的晕与高分辨率，和我们的辐射转移耦合多波长连续，Lya线，和电离的氢。我们发现模型星系在红移z ~ 24处通过有效的冷气体吸积开始形成，早在z ~ 14处就产生了亮度为L（Lya）~ 10^42 erg/s的强Lya线。Lya的辐射似乎追踪了冷而致密的气体。这些线呈现出不对称的单峰轮廓，并向蓝翼移动，这是气体流入的特征。此外，激发冷却对Lya总光度的贡献随着红移的增加而增加，并且在z >~ 6时占主导地位。我们预测，在合理的积分时间下，JWST和ALMA可以在z <~ 8处探测到L* 星系。然而，超过红移12，只有Lya线可以通过光谱测量观察到。我们的研究结果表明，Lya线是探测第一代星系，并破译其形成机制的最有力的工具之一。
2015-01-06 astro-ph.CO
The impact of ISM turbulence, clustered star formation and feedback on galaxy mass assembly through cold flows and mergers
星系质量聚集的两个主要通道是冷流（通过宇宙网的细丝提供的冷气）和合并。在宇宙学背景下，这些过程如何结合在一起，在低和高红移下，产生我们观察到的整个星系动物园，这在很大程度上是未知的。事实上，关于每一个孤立过程的详细物理原理，还有很多东西需要了解。虽然这些形成通道已经研究了使用流体动力学模拟，在这里，我们研究它们对气体性质和恒星形成（SF）的影响，一些第一次模拟捕捉多相，多云性质的星际介质（ISM），凭借其高空间分辨率（和相应的低温阈值）。在这一制度中，我们研究了冷流和超新星（SNe）驱动的流出在一个非常高红移星系（z { \approx } 9）之间的竞争，并研究了等质量星系合并在低和高红移的演变，重点是诱导SF。我们发现，SNe驱动的外流不能减少冷吸积在z { \approx } 9和SF实际上是增强由于随之而来的金属富集。我们演示了如何最近的几个观测结果的星系人口（例如，增强HCN/CO比在ULIRGs，一个单独的Kennicutt施密特（KS）序列的星爆和人口的紧凑的早期型星系（ETGs）在高红移）可以解释与星系合并模拟中捕获的机制，只要ISM的多相性得到解决。
2011-02-21 astro-ph.CO
Discovery of four apparently cold dusty galaxies at z=3.62-5.85 in the COSMOS field: direct evidence of CMB impact on high-redshift galaxy observables
我们报告阿塔卡马大型毫米阵列（ALMA）观测的四个高红移尘埃恒星形成星系的候选人从远红外（FIR）/亚毫米观测在COSMOS领域。我们安全地检测到所有的星系在连续和光谱确认它们在z=3.62- 5.85使用ALMA 3毫米线扫描，检测多个CO和/或[CI]跃迁。这包括目前在COSMOS领域已知的最遥远的尘埃星系，z=5.847的ID 85001929。这些红移比我们预期的要低，因为这些星系的尘埃温度要低得多（即，它们的SED峰值在更长的静止帧波长处）。观测到的冷尘埃温度最好理解为FIR中光学厚尘埃连续体的证据，而不是快速金属富集的低恒星形成效率的结果。我们提供的直接证据表明，鉴于其冷光谱能量分布，CMB起着重要的作用，使其观测到的瑞利-金斯（RJ）斜率不太可能陡峭的值，并可能减少其CO通量的两个因素。我们恢复标准RJ斜率时，中巴的贡献被考虑在内。高分辨率ALMA成像显示紧凑的形态和合并的证据。这项工作揭示了一个寒冷的尘埃恒星形成星系的人口，在目前的调查中代表不足，甚至比相同红移的典型主序星星系更冷。高远红外尘埃光学厚度可能是致密星爆在任何红移的普遍特征。
2019-11-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
CMB Cold Spot in the Planck light
冷点是一个异常寒冷的区域，周围环绕着一个热环，是宇宙微波背景（CMB）天空中统计上显着的异常。在这项工作中，我们评估是否不同的多个子空洞的基础上的2dF-VST ATLAS冷点星系红移调查或崩溃的宇宙纹理可以产生这样的异常，通过同时搜索其引力红移和透镜签名的{ \it普朗克} CMB温度各向异性。我们使用半径为$R=10^\circ$和$R=20^\circ$的补丁来解释内部冷区以及外部热环。作为空模型，我们探索了两套$Λ$ LTB模板，其特征在于模型的自由参数的不同值，和一顶帽空模板。我们检测到高于预期的前两组，$\mathcal{A}_{\rm rs}=5.4\pm 1.4$和$\mathcal{A}_{\rm rs}=14.4\pm 3.8$的引力红移幅度，并低于预期的礼帽模型，$\mathcal{A}_{\rm rs}=0.3 \pm 0.1$。对于所有这些子空洞模型，透镜印记的振幅都与零一致。从引力红移测量的纹理印记的估计幅度意味着能量尺度的纹理，参数化的$ε$，是$ε= (7.6\pm2.0)\times 10^{-5}$，没有检测到的透镜痕迹。我们注意到，亚空振幅的偏差从统一和无法再现热环的纹理和一些空洞的轮廓表明理论上的不一致性，无论是在模型的建设或在假设的引力和宇宙学框架导致的印记的结构。
2021-01-06 astro-ph.CO
Modelling redshift space distortions in hierarchical cosmologies
红移空间中成团的各向异性提供了宇宙中大尺度结构生长速率的直接量度。未来的星系红移巡天将对这些扭曲进行高精度测量，并可能使我们能够区分宇宙加速膨胀的不同情况。为了区分相互竞争的宇宙学模型，需要精确的预测。利用大体积N体模拟研究了$Λ$ CDM和quintessence暗能量模型中红移空间功率谱的畸变，并对红移空间畸变形式的预言进行了检验.我们发现Kaiser（1987）的线性微扰理论预测与实测畸变的拟合很差，即使在令人惊讶的大尺度$k \ge 0.05 h$ Mpc $^{-1}$上也是如此。本文提出了一个改进的红移空间功率谱模型，其中包括非线性速度发散功率谱，它与从模拟到$k \sim 0.2 h$ Mpc $^{-1}$的测量功率谱相一致。我们已经发现了一个密度-速度关系，这是宇宙学无关的，它涉及到非线性速度发散谱的非线性物质功率谱。我们提供了一个公式，它产生的非线性速度发散$P(k)$在任何红移，仅使用非线性物质的功率谱和线性增长因子在所需的红移。这个公式在$k<0.2 h $ Mpc $^{-1}$尺度上对本文讨论的所有宇宙学模型的精度都优于5%。我们的研究结果将扩展未来星系调查的统计能力。
2010-09-22 astro-ph.CO
Predictions for the sky-averaged depth of the 21cm absorption signal at high redshift in cosmologies with and without non-baryonic cold dark matter
Case Western Reserve University（凯斯西储大学）
研究预测高红移宇宙中无非重子冷暗物质时21厘米吸收信号比有暗物质时大约2倍，提示可能需要扩展引力理论替代暗物质解释。
2018-08-07 astro-ph.CO hep-ph
Black Hole growth and AGN obscuration by instability-driven inflows in high-redshift disk galaxies fed by cold streams
在高红移的盘星系被预测保持高的气体表面密度，由于持续的喂养由强烈的冷流导致暴力的引力不稳定性，瞬态功能和巨大的团块。扰动之间的引力矩将角动量向外驱动，质量向内驱动，而流入提供了保持强湍流的能量。我们使用的分析估计的流入一个自我调节的不稳定盘在Toomre稳定性参数Q~1，和孤立的星系模拟能够解决的核流入到中央秒差距。我们预测，在z~2流馈盘的典型条件下，通过10^11 Msun星系盘的平均流入速率约为10 Msun/年。流入速率与盘质量和（1+z）^{3/2}成比例。它包括块迁移和平滑组件的流入，即使块中断也有效。这种流入会使黑洞的核团增大，而其中只有约10^-3的一小部分需要吸积到中心的黑洞（BH）上，才能遵守观测到的BH-核团关系。一个z~2为10^11兆太阳的星系，其BH值预计为10^8兆太阳，平均吸积时的亚爱丁顿光度L_X为10^42-43 erg/s，当致密的团块合并时，伴随着较亮的插曲。我们注意到，在z~6的罕见大质量星系中，同样的过程可能以爱丁顿速率馈送10^9兆太阳BH。高的中心气柱密度会严重遮蔽高红移盘中的活动星系核，可能会阻碍它们在深X射线巡天中的探测。
2011-09-21 astro-ph.CO
Hierarchical clustering in chameleon $f(R)$ gravity
我们使用一套高分辨率的最先进的N体暗物质模拟的变色龙$f(R)$引力研究高阶体积平均相关函数$\bar{ξ_n}$连同分层$n$ -阶相关振幅$S_n=\barξ_n/\barξ_2^{n-1}$和密度分布函数（PDF）。我们表明，在重力的非线性修改的层次标度的减少累积量被保存。然而，这是由$\bar{ξ_n}$和$S_n$的值以及它们相对于广义相对论重力（GR）的尺度依赖性的显著变化来表征的。此外，我们测量到非线性$σ_8$参数的显著增加，达到$14, 5$，并且对于我们的$f(R)$模型的三种口味，超过GR值0.5%。我们进一步注意到，在小尺度$R\simlt 30\hmpc$下，我们所有的模型的$f(R)$重力都显着增加了约化累积量的值。相反，在$f(R)$中，分层振幅$S_n$的值较小，这表明修改后的重力密度分布函数偏离GR情况。此外，我们还发现在高和中等红移$1\leq z \leq4$处，$f(R)$等级关联振幅的相对偏差的红移演化最快。这些偏差的增长在低红移宇宙中显著减慢。我们还计算PDF，并表明，对于低于$\sim 20\hmpc$的尺度，他们显着转移到低密度的$f(R)$重力。最后，我们讨论了我们的理论预测的星系红移巡天测量的层次集群的影响，包括星系偏置和红移空间扭曲的重要问题。
2013-05-31 astro-ph.CO
The spatial distribution of cold gas in hierarchical galaxy formation models
暗物质晕中冷气体的分布是由星系形成的关键过程驱动的：气体冷却、星系合并、恒星形成和超新星对气体的再加热。我们比较了四种不同的星系形成模型对冷气体空间分布的预测。我们发现，卫星星系作出贡献的丰度或集群强度的冷气体选择的样品，是远远低于他们的重要性，在光学选择的样品。对于现今的中心星系，其冷气体质量大于10^9 h^-1 Msun的晕占据分布函数在晕质量约为10^11 h^-1 Msun时达到峰值，这一尺度是由活动星系核对气体冷却的抑制所决定的。预测的关联函数的模型预测是在良好的协议与测量从HI帕克斯全天巡天。我们比较了可能的调查与平方公里阵列的有效体积与预期的红移调查在近红外。未来使用中性氢发射的红移测量将与计划中最雄心勃勃的近红外光谱测量竞争。
2010-02-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evolution of The Velocity-Dispersion Function of Luminous Red Galaxies: A Hierarchical Bayesian Measurement
本文给出了斯隆数字巡天III（SDSS-III）重子振荡光谱巡天（BOSS）在相对低的光谱信噪比（SNR ~3-5/69 km s^（-1））下观测到的大约430，000个大质量发光红星系（LRGs）的速度色散函数的分级贝叶斯确定。我们边缘化的光谱红移误差，并使用完整的速度色散似然函数为每个星系的速度色散分布参数作为一个函数的绝对星等和红移的自我一致的确定，以及校正宽带的大小误差对我们的合并的影响。参数化的分布在每一个点的亮度红移平面与对数正态形式，我们检测到显着的演变，在更高的红移的分布的宽度向更高的内在散射。使用一个子集的深重新观测的BOSS星系，我们证明了我们的分布参数估计是无偏的，无论光谱信噪比。我们还通过模拟表明，我们的方法没有引入系统参数的红移偏置。我们强调的优势，层次贝叶斯方法的频谱频率论的“堆叠”，并说明我们测得的分布参数可以通过作为信息先验的速度分散测量从个别嘈杂的光谱。
2012-02-16 astro-ph.CO
Redshift-Space Distortions in Massive Neutrinos Cosmologies
本文通过N体模拟研究大质量中微子宇宙学中Kaiser公式的速度场定义问题，发现晕速度应追踪冷物质速度场而非总物质速度场，为红移空间畸变建模提供了更准确的依据。
2025-03-09 astro-ph.CO
Evidence against a supervoid causing the CMB Cold Spot
我们报告的2dF-VST ATLAS冷斑星系红移调查（2CSz）的基础上，从VST ATLAS成像和光谱2dF AAOmega的核心CMB冷斑的结果。我们稀疏地测量了冷斑内5 $^{\circ}$半径的极限为$i_{AB} \le 19.2$，在$z<0.4$采样$\sim7000$星系。我们在$z=$ 0.14、0.26和0.30处发现了空隙，但它们散布着小的过密度，这些空隙的规模不足以通过$Λ$ CDM ISW效应解释冷点。结合之前$z\sim1$的数据，我们得出结论，CMB冷点不可能是由局限于冷点内核的空洞所压印的。此外，我们发现，我们的“控制”字段GAMA G23显示了类似的星系红移分布的冷斑。由于GAMA G23的视线没有显示出CMB温度降低的证据，我们得出结论，冷点可能有一个原始的起源，而不是由于视线的影响。
2017-04-12 astro-ph.CO
Inflow velocities of cold flows streaming into massive galaxies at high redshifts
利用三套不同的AMR流体动力学宇宙学模拟，研究了高红移下从宇宙网到大质量星系的吸积速度。的结果进行比较，自由落体速度和热的环境介质的声速。使用两种不同的方法计算热环境介质的声速以确定介质的温度。我们发现，模拟的冷流速度是在激烈的不一致与相应的自由落体配置文件。声速是一个更好的，但并不总是正确的描述冷流的速度。使用这些计算作为气体流入速度vinflow = 0.9 vvir的一阶近似。我们得出的结论，从流体动力学模拟作为我们的主要结果，冷流的速度分布是恒定的半径。这些恒定的流入速度似乎对宿主晕质量有“抛物线状”的依赖性，单位为维里速度，峰值在Mvir = 10^{12} Msun，我们还提出，流入速度对红移的依赖性的最佳拟合函数形式是平方根幂律关系：vinflow与sqrt（z + 1）vvir成比例。
2015-05-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Discovery Of Cold, Pristine Gas Possibly Accreting Onto An Overdensity Of Star-Forming Galaxies At Redshift z ~ 1.6
我们报道了在大天文台起源深空巡天南场（GOODS-S）中，在红移z ~ 1.6的超密度星系中发现了大量冷的（T ~ 10^4 K）、化学上年轻的气体。这种气体是由于超强的Mg II吸收特征而被识别出来的，它在超密度背景中的星系的静止框架紫外光谱中留下了印记。没有证据表明光学厚的气体是任何大质量星系（即M_star > 4x10^9 M_sun）的一部分，而是与过密度有关;质量较小和较暗的星系（25.5 < z_850 < 27.5等）具有太大的碰撞参量，根据我们对此类系统的了解，不会产生超强吸收系统。缺乏相应的Fe II吸收特征，即使在共同添加的光谱中也没有检测到，这表明该气体在化学上比ISM和类似红移的恒星形成星系的流出物更原始，包括过密度本身，并且与银河系晕中最贫金属的恒星相当。根据观测到的具有超强吸收体的星系比例，高柱密度气体（N_H >~ 10^20 cm-2）的投影覆盖因子的粗略估计为C_F ~ 0.04。一个宽的，连续的吸收轮廓延伸到红色的星际Mg II吸收线<~ 2000 km/s的可能是在两个独立的共同添加的光谱的过密度的星系检测，符合大规模的下沉运动的气体到过密度和它的星系。总的来说，这些发现提供了第一个初步的证据，证明在高红移的星系上有冷的、化学上年轻的气体吸积，可能为它们的恒星形成活动提供了动力。星系是一个大结构的成员，而不是场星系，这一事实可能在我们探测吸积…
2011-08-09 astro-ph.CO
Cosmic troublemakers: the Cold Spot, the Eridanus Supervoid, and the Great Walls
CMB冷点和波江座超级空洞的排列表明这两个相对罕见的物体之间存在物理联系。我们使用星系cata\-logues与光度（2 MPZ）和光谱（6dF）红移测量，辅以宇宙空洞的低红移汇编，以改善波江座的物质密度的3D映射。我们发现了一个超空的证据，具有显着的视线延长，有效地跨越了总的红移范围$z<0.3$。我们的层析成像揭示了波江座超空洞的重要子结构，并对一个长的、完全连通的空洞系统进行了潜在的解释。我们通过将视线测量延伸到有趣地在最低红移处穿过北部局部超空的对跖方向来改进分析。然后，它在后发座和斯隆长城的区域与非常丰富的超星系团如武仙座和北冕座相交，作为对波江座大规模物质赤字的可能补偿。我们发现，大尺度结构测量是一致的中心物质密度不足$δ_0 \approx -0.25$，投影横向半径$r_{0}^{\perp}\approx 195$ Mpc/h的额外加深的中心，和视线半径$r_{0}^{\parallel}\approx500$ Mpc/h，即一个椭圆形的超空。这样一个拉长的超空泡的预期综合萨克斯-沃尔夫印记是在$ΔT_{\rm ISW} \approx -40 μK$水平，因此不适合解释CMB中的冷点图案。
2016-07-18 astro-ph.CO
Cold accretion flows and the nature of high column density HI absorption at redshift 3
模拟预测，星系的增长主要是通过吸积气体，没有经过吸积激波附近的维里半径和这种冷气体流向中央星系沿着密集的细丝和流。然而，很少有观测证据表明这些冷流的存在。我们使用一个大的，宇宙学的，流体动力学模拟，已与辐射转移后处理，研究冷流的贡献，所观察到的z=3柱密度分布的中性氢，我们的模拟再现。我们发现，几乎所有的HI吸收都产生于温度低于10^5.5 K的气体中，至少在河外时是这样。此外，大多数HI正在迅速向附近的星系坠落，流出和静态气体的贡献不可忽略。在N_HI = 10^17 cm^-2的柱密度以上，大部分吸收体都存在于晕中，但只有当N_HI > 10^21 cm^-2时，星际介质才占主导地位。总质量低于10^10 Msun的晕在10^17<N_HI < 10^21 cm^-2的吸收中占主导地位，但平均晕质量随着柱密度的增加而急剧增加。尽管在N_HI <~ 10^20 cm^-2的吸收体中，只有很少的HI存在于星系内部，但N_HI > 10^17 cm^-2的系统与恒星形成密切相关：它们的HI大部分要么在z=2之前成为星际介质的一部分，要么在z>3时被从星系中抛射出来。冷吸积流是至关重要的成功，我们的模拟再现阻尼莱曼α，特别是莱曼极限系统的发病率观察。因此，我们得出结论，冷吸积流的存在，并已被检测到的高柱密度HI吸收剂的形式。
2012-01-04 astro-ph.CO
Evolution of hierarchical clustering in the CFHTLS-Wide since z~1
我们目前的测量高阶集群的星系从最新发布的加拿大-法国-夏威夷望远镜遗产调查（CFHTLS）宽。我们构建了一个体积有限的星系样本，其中包含超过一百万个星系的红移范围为0.2<z<1分布在CFHTLS的四个独立的领域。我们采用细胞计数技术测量了方差<xi_2>和阶矩S_n = <xi_n>/<xi_2>^（n-1）（3<n<5）随红移和角标度的变化，并对测量结果进行了全面的检验，场间散射与理论预测符合得很好。在小尺度下，对应于高度非线性的制度，我们发现一个建议，层次的时刻增加红移。在大尺度上，对应于弱非线性制度，测量是完全符合微扰理论预测标准的LambdaCDM宇宙学与一个简单的线性偏差。
2013-01-15 astro-ph.CO
Origin of the anti-hierarchical growth of black holes
观测研究揭示了黑洞（BH）增长的“缩小”趋势：发光活动星系核的数密度峰值在比暗活动星系核更高的红移处。这似乎意味着大质量黑洞在低质量黑洞之前形成，这显然与等级聚类方案相矛盾。我们研究了在BH生长中观察到的这种“缩小”是否在星系和黑洞的形成和演化的半解析模型中重现，该模型设置在结构形成的分层范式中（Somerville et al. 2008; S 08）。在这个模型中，黑洞是从光种子（\sim 100 M \odot）演化而来，它们的生长是由合并驱动的。原始的S 08模型（基线模型）在中等红移和亮度下再现了活动星系核的数密度，但在很高的红移（z > 3）下再现了亮活动星系核，而在低红移（z < 1）下再现了亮活动星系核。此外，基线模型在低红移（z < 1）处产生的低光度活动星系核不足。为了解决这些问题，我们考虑几个修改模型中的物理过程：（1）一个“重”黑洞播种方案（2）一个亚爱丁顿吸积率上限，取决于冷气体分数，和（3）一个额外的黑洞吸积模式，由于磁盘的不稳定性。通过这三个修正，模型可以解释观测到的尺度缩小现象，成功地再现了活动星系核的热光度函数，同时再现了星系和黑洞的性质。我们还进行了比较，所观察到的活动星系核的软，硬X射线光度函数，包括经验校正环面水平的遮蔽，并得出类似的结论。我们的最佳拟合模型表明，在这种情况下，磁盘的不稳定性是中等亮度的赛弗特星系在低红移的主要驱动力，而主要的…
2012-09-19 astro-ph.CO
COLDz: Shape of the CO Luminosity Function at High Redshift and the Cold Gas History of the Universe
本文报道了基于美国国家科学基金会的卡尔G. Jansky甚大阵列（VLA）在$\sim$ 60弧分$^2$区域的观测，作为高红移CO光度密度（COLDz）巡天的一部分。COLDz“盲目”选择星系的基础上，通过CO（$J$ =1 $\to$ 0）的排放$z$ $\sim$ 2-3和CO（$J$ =2 $\to$ 1）在$z$ $\sim$ 5-7的冷气体含量下降到CO光度极限log（$L'_{\rm CO}$ /K km s $^{-1}$ pc $^2$）$\simeq$ 9.5.我们发现，CO光度函数的特征光度和亮端大大高于半解析模型预测，但与经验估计的基础上的红外光度函数在$z$ $\sim$ 2一致。我们还提出了目前最可靠的测量宇宙密度的冷气体在星系的早期时代，即，宇宙的冷气体历史，在$\sim$ 375，000 Mpc $^3$的大宇宙体积上测定。我们的测量结果与冷气体密度从$z$ $\sim$ 0到$z$ $\sim$ 2-3的增加一致，随后可能向$z$ $\sim$ 5-7下降。这些发现与最近基于更高$J$ CO线测量的调查结果一致，COLDz通过探测$\sim$ 50-100倍大的区域来改善统计不确定性，并通过探测VLA可访问的低$J$ CO线来改善总气体质量估计的可靠性。因此，我们的研究结果似乎表明，宇宙恒星形成率密度随着星系中冷分子气体含量的增加而增加，在大约10…
2019-01-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Void Probability Function inside cosmic voids: evidence for hierarchical scaling of high-order correlations in real space
本研究通过TNG300-1模拟比较宇宙空洞内外的约化空虚概率函数，首次发现在实空间空洞内部存在高阶成团的层级标度，且符合负二项式模型，该结果对多种因素具有鲁棒性。
2023-11-21 astro-ph.CO
Redshift inference from the combination of galaxy colors and clustering in a hierarchical Bayesian model
目前和未来的强大的宇宙学约束，使用高精度测量的大尺度结构的星系和它的弱引力透镜效应依赖于精确的表征红移分布的星系样本，仅使用宽带成像。我们提出了一个框架约束的红移概率分布的星系人口和他们的个别成员的红移。我们使用一个分层贝叶斯模型（HBM），它提供了完整的后验分布的红移概率分布，并为第一次，我们展示了如何结合调查测光的单个星系和所包含的信息的星系聚类对一个良好的特征示踪剂人口在一个强大的方式。一个关键的近似把HBM成一个系统服从有效的吉布斯采样。我们表明，在光度信息的情况下，这种方法减少到常用的聚类红移估计。使用一个简单的模型系统，我们展示了如何将聚类信息与照片- $z$的收紧红移后验，并可以克服偏见或差距的光谱覆盖范围前。该方法能够将红移不确定性完全传播到宇宙学分析中，并使用手头的所有信息来减少这些不确定性和相关的潜在偏差。
2018-11-08 astro-ph.CO astro-ph.IM
Hot Gas, Cold Gas and Sub-Halos in a Lyman-alpha Blob at Redshift 2.38
我们提出了积分场光谱的莱曼α斑点在红移2.38，光谱分辨率比以前发表的工作好三倍。与以前的观察一样，斑点具有混沌的速度结构，其中大部分分解为多个分量。然而，我们的光谱学表明，这些多重分量中的一些非常窄：它们的速度宽度小于100 km/s。结合这些新的数据和以前的观测，我们认为这个莱曼α斑点存在于一个大约10^13太阳质量的暗物质晕中。在这个光环的中心是两个紧凑的红色大质量星系。它们被炽热的气体包围，可能是合并引发的核恒星爆发产生的超级风。这种炽热的气体关闭了这些星系非核区域的恒星形成，导致它们的红色和死亡的颜色。一个丝状或块状的下沉冷气体与热气体相碰撞，并被冲击到高温，同时仍然距离红色星系约30千秒差距。激波区是莱曼α自吸收区，但产生C IV辐射。更远的地方，一些次晕中的冷气体被点亮，最有可能是潮汐触发的恒星形成，当它们犁过热晕介质时的弓形激波，来自灯丝碰撞的莱曼-α共振散射，以及潮汐剥离的气体，这增加了莱曼-α逃逸分数。观测到的莱曼α发射从斑点是占主导地位的总和发射从这些子晕。从统计学的角度来看，我们认为莱曼α斑点的形状并没有被大大拉长，而且大多数并不是由中央活动星系核或星爆的电离或散射提供动力的。
2012-09-17 astro-ph.CO
The Comoving Infrared Luminosity Density: Domination of Cold Galaxies across 0<z<1
在本文中，我们研究了不同的红外（IR）光谱能量分布（SED）的星系的贡献的同向红外光度密度，代理同向恒星形成率（SFR）密度。我们将星系划分为冷或热的红外SED，这取决于它们的峰值红外能量输出的静止帧波长是高于还是低于90 μ m。我们的工作是基于本地宇宙和高红移的远红外选择样本，前者由IRAS 60 μ m选择的z<0.07的星系组成，后者由Spitzer 70 μ m选择的0.1<z<1的星系组成。我们发现，每个红移/光度箱的总红外光度密度与其他深中/远红外调查的结果吻合得很好。在z<0.07时，我们观察到了先前已知的结果：中等光度星系（L_IR<10^11 Lsun）在总光度密度中占主导地位，冷星系的比例随着光度的增加而减少，在最高光度时可以忽略不计。相反，当z=0.1以上时，我们发现红外发光星系（L_IR>10^11 Lsun），其中大部分是冷星系，在红外光度密度中占主导地位。因此，我们推断冷星系在整个0<z<1范围内主导红外光度密度，因此似乎是SFR密度增加到z~1的主要驱动力，而本地发光星系总体上并不代表高红移人口。
2009-11-21 astro-ph.CO
Detection of a Supervoid Aligned with the Cold Spot of the Cosmic Microwave Background
我们利用WISE-2 MASS红外星系表和Pan-STARRS 1（PS1）星系进行匹配，在宇宙微波背景冷斑方向上寻找超空。我们的成像目录有中值红移$z\simeq 0.14$，我们从PS1光学颜色获得光度红移，以创建星系分布的断层扫描图。以冷点为中心的径向轮廓显示了一个大的低密度区域，延伸超过10度。受先前宇宙微波背景结果的启发，我们测试了两个角半径内的欠密度，$5^\circ$和$15^\circ$。光度红移箱中的计数在高检测显著性下显示出显著低的密度，对于两个基准半径，分别为$\gtrsim 5 σ$和$\gtrsim 6 σ$。空隙的最深区域的视线位置是$z\simeq 0.15-0.25$。我们的数据，结合Granett等人2010年的早期测量，与一个大的$R_{\rm void}=(220 \pm 50) h^{-1}Mpc $超空相一致，其中$δ_{m} \simeq -0.14 \pm 0.04$以$z=0.22\pm0.03$为中心。这样一个超空，至少构成了$ΛCDM$模型高斯分布中的$\simeq 3.3σ$波动，是冷点的一个合理原因。
2015-03-05 astro-ph.CO
Estimating redshift distributions using Hierarchical Logistic Gaussian processes
这项工作使用分层逻辑高斯过程来推断星系样本的真实红移分布，通过它们与空间重叠的光谱样本的互相关。我们证明，这种方法可以准确地估计这些红移分布在一个完全贝叶斯的方式与星系暗物质偏置模型。我们预测了红移依赖的星系-暗物质偏置模型中的系统偏置如何影响红移推断。使用已发表的星系-暗物质偏差测量的插图模拟，我们比较这些系统的偏差与统计误差预算预测弱引力透镜测量。如果红移依赖的星系-暗物质偏置模型被错误地指定，那么红移的推断可能会有偏差。这可以传播到10% - 30%水平上的弱透镜会聚功率谱中的相对偏差。因此，我们展示了一种方法来检测这些来源的错误使用贝叶斯模型选择技术。此外，我们讨论了改进，可以从贝叶斯模板拟合到模型中，无论是在红移预测精度和系统建模偏差的检测先验信息。
2020-06-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Hierarchical models of high redshift galaxies with thermally pulsing asymptotic giant branch stars: comparison with observations
在最近的一篇论文中，我们提出了星系形成的第一个半解析模型，其中恒星演化的热脉冲渐近巨分支阶段已经完全实现。在这里，我们解决与观测的比较，并显示TP-AGB配方如何影响模型的性能，在再现的颜色和近红外光度的高红移星系。我们发现，半解析模型与TP-AGB更好地匹配的颜色星等和颜色的颜色关系在z~2，无论是近被动和恒星形成的星系。TP-AGB的模型产生了红色V-K色的恒星形成星系，从而修正了高红移红色天体“红色和死亡”的独特解释。我们还表明，没有TP-AGB的半解析模型无法再现所观察到的颜色，这种情况下，不能通过尘埃变红来纠正。我们还探讨了星云发射对恒星形成星系的预测颜色-星等关系的影响，得出结论，它不会在变红它们的颜色方面发挥重要作用，至少在模型所涵盖的恒星形成率范围内。最后，在z~2.5处的静止坐标系K带光度函数比Z高出近1个星等。这表明用来调节光度函数高质量端的活动星系核反馈配方应该是复杂的，以便在高红移时考虑到恒星星族的影响。
2009-12-26 astro-ph.CO
Cold dark matter haloes in the Planck era: evolution of structural parameters for Einasto and NFW profiles
本文从普朗克卫星出发，讨论了宇宙学中弛豫冷暗物质晕结构的演化。我们的模拟涵盖了50年的晕质量，从矮星系到星系团。由于物质密度和功率谱归一化的增加，普朗克宇宙学中的浓度质量关系在红移z=0处的归一化比WMAP宇宙学高20%。我们证实，CDM晕更好地描述了Einasto配置文件，例如，在星系半光半径附近的尺度CDM晕有显着陡峭的密度分布比暗示NFW拟合。在固定的晕质量下，Einasto形状参数的分散度为0.2 dex，进一步增加了CDM晕轮廓的多样性。在我们的模拟中的浓度质量关系的演变是没有重现的任何分析模型在文献中。因此，我们提供了一个简单的拟合公式，准确地描述了红移z=5到z=0之间的演化NFW和Einasto拟合。最后，观测到的浓度和晕质量的旋涡星系，集团和星系团在低红移与我们的模拟吻合得很好，表明只有温和的晕反应星系形成在这些尺度上。
2014-04-29 astro-ph.CO
A study of the galaxy redshift distribution toward the cosmic microwave background cold spot in the Corona Borealis supercluster
本文研究了Sloan数字巡天（SDSS）星系在CrB-H位置上的空间和红移分布，CrB-H是位于北冕超星系团（CrB-SC）内的宇宙微波背景（CMB）中一个非常深的和扩展的衰减。它是在33 GHz的甚小阵列（VSA）干涉仪的测量中发现的，峰值负亮度温度为-230 muK，偏离高斯CMB 4.4 σ（Genova-Santos等人）。毫米波和红外Testa Grigia天文台（MITO）的观测表明，25$^+21_-18%的衰减可能是由热Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）效应引起的（Battistelli等人）。在这里，我们调查的星系分布是否可以跟踪以前未被注意到的星系团或温暖/热星系际介质（WHIM）的灯丝，可以建立这种tSZ效应。我们发现，在CrB-SC所包围的区域内，位于Abell星系团之外，红移为0.05<z<0.12的星系的投影密度最高，这些星系大多位于红移z=0.07和z=0.11附近，但它们之间没有明显的星系结构联系。虽然在z=0.07的星系分布是稀疏的，我们发现在z=0.11的星系群或低质量的星系团的证据。我们估计这种结构可以产生~ -18 μ K的tSZ效应。剩余的~ -212 μ K的VSA信号仍然与高斯CMB有显著的4.1 σ偏差。然而，MITO误差条允许更大的tSZ效应，这可能是由超出SDSS灵敏度的星系团或超星系团产生的。与这些结构相关的其他可能…
2009-12-28 astro-ph.CO
Hot gas accretion fuels star formation faster than cold accretion in high redshift galaxies
通过高分辨率流体动力学模拟发现，在高红移星系中，冷吸积气体因湍流区域和激波加热等过程，输送至星系盘的时间长于热吸积气体，从而限制了星系的恒星形成率。
2024-09-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Submillimetre galaxies in a hierarchical universe: number counts, redshift distribution, and implications for the IMF
高红移亚毫米星系（SMG）是宇宙中恒星形成最快的星系之一。从历史上看，星系形成模型很难解释观测到的SMG数量。我们结合半经验模型与三维流体动力学模拟和三维尘埃辐射转移来预测非透镜SMG的数量。由于恒星的质量函数，气体和尘埃的质量，以及我们的星系的大小受到限制，以配合观测，我们可以隔离有关的星系合并和尘埃辐射转移的动力学演化的不确定性。由我们的模型预测的数计数和红移分布与观测符合得很好。孤立的盘状星系在微弱的（S_1.1 < ~1 mJy，或S_850 < ~2 mJy）星群中占主导地位。较亮的源是合并引起的恒星爆发和星系对SMG的混合体;后一个亚群占所有S_1.1 > ~0.5 mJy（S_850 > ~1 mJy）的SMG的~30 - 50%。平均红移约为3.0 - 3.5，取决于通量切割，最亮的光源往往是在更高的红移。由于星系对SMG将被ALMA分解为多个较暗的源，因此明亮的ALMA计数应该比使用单碟望远镜观测到的少2倍。我们的模型，它使用了Kroupa IMF，和观察之间的协议表明，在高红移恒星爆发的IMF不需要头重脚轻;如果IMF头重脚轻，我们的模型将过度预测的数量计数。我们的结论是，一些模型再现观测到的SMG计数的困难可能表明更普遍的问题-例如对大质量星系丰度或恒星形成率的预测不足-恒星质量关系归一化低于观测到的-而不是SMG人口特有的问题。
2012-10-15 astro-ph.CO
Automated Mining of the ALMA Archive in the COSMOS Field (A3COSMOS): II. Cold Molecular Gas Evolution out to Redshift 6
我们提出了新的测量宇宙冷分子气体演化的红移6的基础上系统挖掘ALMA公共档案在宇宙深场（A3 COSMOS）。我们的A3 COSMOS数据集包含约700个星系（0.3 < z < 6），在（亚）毫米连续谱和多波长光谱能量分布（SED）中具有高置信度的ALMA检测。多种气体质量校准方法进行了比较，并在波段转换（从观察到的ALMA波长的休息帧瑞利-牛仔裤（RJ）尾部连续）的偏见进行了测试。结合我们的A3 COSMOS样本和大约1,000个0 < z < 4的CO观测星系（75%在z < 0.1），我们参数化星系的分子气体耗尽时间和分子气体与恒星质量比（气体分数），每个都是恒星质量的函数，偏离恒星形成的主序（Delta MS）和宇宙年龄（或红移）。我们提出的函数形式提供了统计学上更好的拟合当前数据（比文献中的函数形式），并暗示了“缩小”效应（即，质量较大的星系比质量较小的星系演化得更早）和“质量淬灭”（大质量星系的气体消耗随着宇宙时间的推移而减慢，但低质量星系的气体消耗则加快）。采用星系-恒星质量函数，并将其应用于气体质量计算，我们首次推断出宇宙冷分子气体密度演化到红移6，并与CO盲测和半解析模型相一致.这些共同提供了一个连贯的图片冷分子气体，SFR和恒星质量演化的星系在宇宙时间。
2019-10-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Universal subhalo accretion in cold and warm dark matter cosmologies
通过观测暗晕的角入射模式，可以研究大尺度结构对主晕的影响。特别是，由于温暖和寒冷的暗物质宇宙学预测不同的丰度和内部性质的晕在质量函数的低质量端，这是有趣的，以检查是否有差异，这些低质量的晕是如何吸积。吸积事件被定义为晕成为子结构的时刻，即当它穿过其宿主的维里半径时。我们量化的剪切张量的宇宙网络在每个点和检查，相对于其本征向量，这样的吸积事件发生在冷（$Λ$ CDM）和温暖（1千电子伏无菌中微子WDM）暗物质宇宙模型。我们发现，CDM和WDM的subhalos优先吸积沿主轴的剪切张量对应的最弱的崩溃方向。光束强度受宿主和次晕质量以及吸积事件发生时的红移调制。尽管在高红移处，最大质量的主晕和次晕最强，但我们发现优先下降总是与最弱坍缩的轴对齐，因此我们说它具有普适性。我们比较了在WDM宇宙学中的光束强度与在$Λ$ CDM场景中发现的光束强度。虽然主要的发现保持不变，但在所有红移中，WDM模型中最大质量宿主晕的吸积似乎比$Λ$ CDM宇宙学中的吸积更多。
2017-09-04 astro-ph.CO
The Relation Between Compact, Quiescent High Redshift Galaxies and Massive Nearby Elliptical Galaxies: Evidence for Hierarchical, Inside-Out Growth
最近的研究表明，在高红移的大质量静止星系比现在同样质量的星系要紧凑得多。在这里，我们比较径向恒星密度分布和数量密度的样本的大质量星系在z ~ 2.3附近的大质量椭圆星系。我们证实了在有效半径rho（<r_e）范围内z ~ 2.3星系的平均恒星密度比相同质量的局域椭圆星系高两个数量级。然而，我们还发现，在1 kpc的恒定物理半径rho（<1 kpc）内测量的密度仅高出2-3倍。这表明，由内而外的增长方案是合理的，其中紧凑的高红移星系构成了附近正常椭圆星系的中心。紧凑的星系是常见的高红移，这使我们能够进一步限制他们的演化，要求其后代的数量密度不超过由z=0星系质量函数施加的约束。我们推断，尺寸增长必须是有效的，即（r_{1+2} /r_1）~（M_{1+2} /M_1）^[2]。在一个简单的模型中，质量约为10^11 M太阳的致密星系主要通过较小的合并生长，产生的后代星系的大小、恒星密度和数密度与本宇宙中质量为2-3 × 10^11 M太阳的椭圆星系的大小、恒星密度和数密度近似。我们注意到，这个模型还预测了M_BH - sigma关系的演化，使得椭圆星系的祖先在固定速度色散下具有较低的黑洞质量。主要的观测不确定性是从光到质量的转换;需要测量运动学来校准高红移星系的质量和恒星密度。
2009-03-19 astro-ph.CO
Hydrodynamics of high-redshift galaxy collisions: From gas-rich disks to dispersion-dominated mergers and compact spheroids
高红移（z~2）的盘星系具有高比例的冷气体、强湍流和巨大的恒星形成团块的特征。在高红移的盘状星系的主要合并，通常应该涉及这种动荡的clueroskeleton盘。然而，合并模拟将ISM建模为稳定、均匀和热压介质。我们提出了第一个合并模拟与高分数的冷，湍流，cluerous气体。我们讨论了这些模型的主要新功能相比，人工稳定和温暖的气体模型。在高红移圆盘中已经很强的气体湍流，在合并中进一步增强。有些阶段是分散占主导地位的，与大多数的气体动能的形式的速度分散和非常混乱的速度场，不像合并模型使用热稳定的气体。这些合并可以达到非常高的恒星形成率，并具有与亚毫米波星系一致的多组分气体光谱。具有高比例冷湍流气体的主要合并的特征还在于高度耗散的气体坍缩到质心，恒星成分随后发生全局收缩。最后的星系是早期型的，半径相对较小，Sersic指数较高，像高红移的致密球体。与具有稳定气体的模型相比，合并后幸存或重新形成的盘组件中的质量分数严重降低，并且大质量盘组件的形成需要随后外部重子的显着吸积。因此，合并似乎破坏了扩展盘，即使气体分数很高，这进一步支持平滑的下降作为大质量盘星系的主要形成机制。
2011-01-13 astro-ph.CO
On the Size Evolution of a Galactic Disk in Hierarchical Merging of Cold Dark Matter Halos
我们研究了暗物质暗晕对银盘结构和演化的动力学影响，采用半解析方法，包括近似和经验关系，实现了详细的数值模拟的冷暗物质模型。我们计算的上限的银河系盘的大小在特定的红移$z$，根据其特征在于从主机晕中心的近心距离的subhalos的轨道特性。我们发现，这可能是最大的盘的大小所确定的最小的近心距离的subhalos显示的特征属性，这是基本上与所观察到的星系盘在低和高$z$。也就是说，人们发现大质量盘可以比小质量盘具有更大的尺寸，因为它具有抵抗晕圈破坏效应的稳定性。此外，在质量固定的情况下，低$z$的银盘尺寸可能大于高$z$的银盘尺寸，这反映了暗晕相对于主晕的轨道演化。这些结果表明，银盘的存在和结构可能受到与暗物质子结构的相互作用的动态限制，特别是在高$z$。
2009-07-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galaxy formation with cold gas accretion and evolving stellar initial mass function
星系-恒星质量函数的演化对检验当前的星系形成模型特别有用。观测数据揭示了与$Λ{\rm CDM}$模型预测的一些不一致之处。例如，大多数大质量星系已经在非常高的红移下被观测到，并且从那时起它们只经历了温和的演化。与此相矛盾的是，星系形成的半解析模型预测高红移的大质量星系数量不足，并且在红移1和0之间快速演化。此外，对于恒星形成星系，恒星形成速率和恒星质量之间存在很强的相关性，这可以用模型粗略地再现，但在高红移下归一化太低。此外，从宇宙恒星形成历史的积分得到的恒星质量密度比测量值高2倍。在本文中，我们研究了这些问题，使用半解析模型，其中包括：1）冷气体吸积在大规模的晕在高红移; 2）恒星质量从卫星星系潮汐剥离;和3）不断变化的恒星初始质量函数（底光）与更高的气体再循环分数。结果表明，1）和2）的组合效应可以在高红移处预测足够大质量的星系，并在低红移处再现星系的温和演化;而1）和3）的组合效应可以在宽的红移范围内再现恒星形成星系的恒星形成速率与恒星质量之间的相关关系。底部轻/顶部重的恒星IMF可以部分解决恒星质量密度和宇宙恒星形成历史之间的矛盾。
2010-03-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Redshift inference from the combination of galaxy colors and clustering in a hierarchical Bayesian model $-$ Application to realistic $N$-body simulations
光度星系巡天是一个强大的宇宙学探测器，但它依赖于仅使用宽带成像对其红移分布的准确表征，并且对用于红移校准的不完整或有偏见的先验非常敏感。Sánchez & Bernstein（2019）提出了一种分层贝叶斯模型，该模型根据先验信息、单个星系的光度测量以及星系聚类中包含的信息与特征良好的示踪剂种群的稳健组合来估计这些参数。在这项工作中，我们扩展的方法，使其可以应用于真实的数据，开发一些必要的新的扩展，特别是在处理星系聚类信息，我们测试它在现实的模拟。边缘化后的聚类估计和样本星系的实际密度分布之间的映射，并使用之前的信息，从一个小补丁的调查，我们发现，合并的聚类信息与照片- $z$的，以收紧红移后验，并克服偏见之前，模仿那些发生在光谱样本。这里介绍的方法使用了手头的所有信息，以减少先验偏差和不完整性。即使在我们人为地偏置光谱样本以引起$Δ\bar z \approx 0.05,$的平均红移偏移的情况下，后验中的最终偏置也是$Δ\bar z \lesssim0.003.$。这种对红移先验或训练样本中的缺陷的鲁棒性将构成未来弱透镜分析中控制红移系统不确定性的里程碑。
2019-10-16 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Properties of X-ray Cold Fronts in a Statistical Sample of Simulated Galaxy Clusters
我们研究了从流体动力学/N体宇宙学模拟（512 h ^-1 Mpc）中提取的大样本星系团中冷锋的入射，绝热气体物理是用Enzo自适应网格加密程序计算的。这个模拟包含了大约4000个z=0时M > 10^14 M_sun的星系团的样本。对于每个模拟的星系团，我们已经创建了模拟0.3-8.0 keV的X射线观测和光谱般的温度图。我们用一种新的自动算法搜索了这些地图，以确定投影中冷锋的存在。在我们的图像中使用最小为10个冷锋像素的阈值，对应于总的共同运动长度L_cf > 156 h ^-1 kpc，我们发现在质量有限的样本中，大约10-12%的投影可以被归类为冷锋集群。有趣的是，在我们的质量有限样本的合成图中，具有扩展冷锋特征的集群的比例随着红移到z=1.0而只有微弱的趋势。然而，当使用不同的选择函数时，包括模拟的通量限制，红移的趋势变化显着。在我们的样本中，在模拟集群中发现冷锋的可能性是集群质量的一个强函数。在M>7.5x10^14 M_sun的星系团中，冷锋占40- 50%。我们还表明，冷锋的存在是强烈相关的扰动形态测量的定量结构措施。最后，我们发现冷锋在模拟的星系团图像中的入射强烈地依赖于重子物理。
2010-10-15 astro-ph.CO
Hierarchical Bayesian inference of photometric redshifts with stellar population synthesis models
本文提出了一个贝叶斯层次框架来分析光度星系巡天数据与恒星星族合成（SPS）模型。我们的方法耦合强大的建模的光谱能量分布与人口模型和噪声模型，分别表征星系人口和实际观测的统计特性。通过自洽地推断所有的模型参数，从高级别的超参数到单个星系的SPS参数，人们可以分离数据中的偏差和不确定性的来源，我们证明了这种方法的优势和灵活性，通过推导精确的光度红移光谱确认的星系在COSMOS领域的样本，所有26带光度和光谱红移。我们实现了与公开发布的光度红移目录基于相同的数据的性能竞争。在这项工作之前，由于SPS模型调用的计算负载繁重，这种方法在实践中是计算上难以处理的;我们使用神经仿真器克服了这一挑战。我们发现，最大的光度残差与发射线光度校准不良，从而建立一个框架，以减轻这些影响。这种基于物理的建模与机器学习的结合加速了未来宇宙学调查对光度红移估计精度的严格要求。这种方法也有可能通过光度数据集的分析在宇宙学和星系演化之间建立新的联系。
2022-11-04 astro-ph.CO astro-ph.IM
Cold Mode Accretion in Galaxy Formation
一般的期望，气体吸积高质量的晕是，它是冲击加热的维里温度的晕。然而，在低质量晕或高红移时，气体冷却速率足够快，吸积激波不太可能形成。相反，气体可以以“冷模式”的吸积直接吸积到晕的中心。虽然半解析模型总是在流体静力学和快速冷却之间做出明确的区分，但它们并没有在吸积激波是否形成之间做出区分。从完善的Galform程序开始，我们使用Birnboim & Dekel的激波稳定性模型研究了显式解释冷模吸积的效果。当我们修改代码，使没有有效的反馈，从星系形成，我们发现，冷模吸积是主要渠道，为饲料气体进入星系在高红移。然而，这并不意味着与以前的代码相比，宇宙的恒星形成历史有显着差异。当有效的反馈被包括在模型中，我们发现，冷模式是不太明显，因为存在的气体从星系喷出。因此，包括额外的冷模物理几乎没有区别的基本结果，从早期的半解析模型，其中使用了一个简单的处理气体吸积。为了对其后果进行更复杂的预测，我们需要更好地了解冷模式如何向星系提供角动量以及它如何与外流相互作用。
2010-04-08 astro-ph.CO
The VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey (VIPERS). Hierarchical scaling and biasing
我们研究了VIMOS公开河外红移巡天（VIPERS）的高阶相关性质，以检验z~1处的分级标度假设以及对星系光度、恒星质量和红移的依赖性。我们还旨在评估与星系偏差线性的偏差，独立于先前对我们调查的分析（Di Porto et al. 2014）。我们测量了半径为3 < R < 10 Mpc/h的细胞中的计数概率分布函数，推导出$σ_{8g}$，体积平均的两点、三点和四点相关函数以及体积有限的子样本的归一化偏度$S_{3g}$和峰度$S_{4g}$，这些子样本覆盖范围为$-19.5 \le M_B(z=1.1)-5log(h) \le -21.0$、$9.0 < log(M*/M_{\odot} h^{-2}) \le 11.0$、$0.5 \le z < 1.1$。我们在光谱红移测量中首次测量了z~1处的高阶关联。我们的主要结果如下。1)分层缩放在整个scale和z范围内保持不变。2)我们没有发现$S_{3g}$对亮度的显著依赖性（在z=0.9以下，$S_{3g}$随亮度减小，但仅在1σ水平）。3)我们没有检测到$S_{3g}$和$S_{4g}$对尺度的显著依赖性，除了z~0.9以外，其中依赖性可以解释为样本方差的结果。4)我们没有检测到$S_{3g}$和$S_{4g}$随z的进化。5)线性偏倚因子$b=σ_{8g}/σ_{8m}$随z增加而增加，与先前的结果一致。6)我们通过泰勒展…
2015-05-20 astro-ph.CO
The formation of Milky Way-mass disk galaxies in the first 500 million years of a cold dark matter universe
在无数微小的原星系中，是否存在着一个与现代星系相似的群体，这是一个悬而未决的问题。我们表明，使用BlueTides，第一个流体动力学模拟大到足以解决相关的规模，第一个大质量星系的形成，事实上%预测有广泛的旋转支持磁盘。虽然它们的形态在某些方面类似于在低得多的红移下看到的Milky Way类型，但这些高红移星系比它们的低红移星系更小，密度更大，气体更丰富。通过对216个具有$z=8-10$红移的星系统计样本的运动学分析，我们发现盘状星系占恒星质量大于或等于$10^{10} M_\odot$的星系总数的70%。因此，冷暗物质宇宙学对大爆炸后5亿年的大星系人口做出了具体的预测。我们认为，宽视场卫星望远镜（如WFIRST）将在不久的将来发现这些第一个巨大的盘星系。它们的结构和形成历史的简单性应该使宇宙学的新检验成为可能。
2015-06-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraints on fast radio burst population from the first CHIME/FRB catalog with the Hierarchical Bayesian Inference
本文利用层次贝叶斯推断结合多种模型分析CHIME/FRB首个目录，发现FRB固有红移分布较恒星形成历史显著延迟，为揭示FRB起源及增强其宇宙学探针能力提供关键约束。
2025-07-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Molecular hydrogen in absorption at high redshifts. Science cases for CUBES
背景源光谱中的氢分子吸收线（$\rm H_2$）是探测冷中性介质中物理状态的有力工具。在高红移时，$z>2$、$\rm H_2$线在光域中方便地移动，允许使用地面望远镜进行高分辨率光谱学，这对于正确分析冷气体是必不可少的。我们描述了最近的观测进展，有效的预选技术的发展的基础上，在低分辨率的光谱调查，如斯隆数字巡天（SDSS）。具有高蓝光通量的下一代光谱仪，如CUBES，肯定会大大提高后续观测的效率和结果。在本文中，我们讨论了高优先级的CUBES的科学案例，最近的$\rm H_2$在高Z观测的基础上：探测规则星系冷相的物理条件和从活动星系核流出的气体。
2022-03-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
An approach to cold dark matter deviation and the $H_{0}$ tension problem by using machine learning
在这项工作中，两个不同的模型，一个与宇宙学常数$Λ$，重子和暗物质（与$ω_{dm} \neq 0$），和另一个与$X$暗能量（与$ω_{de} \neq -1$），重子和暗物质（与$ω_{dm} \neq 0$），进行了研究和比较。使用贝叶斯机器学习分析，两个模型的自由参数的约束条件，获得三个红移范围：$z\in [0,2]$，$z\in [0,2.5]$，和$z\in [0,5]$，分别。对于前两个红移范围，已经存在膨胀率$H(z)$的高质量观测，它们被用于验证拟合结果。此外，扩展范围的$z\in [0,5]$提供了模型参数的预测，验证时，可靠的更高的红移$H(z)$数据。这个学习过程，基于从每个模型的背景动力学产生的膨胀率数据，表明，在宇宙学尺度上，有一个偏离冷暗物质范式，$ω_{dm} \neq 0$，所有三个红移范围。结果表明，这种方法可能有资格作为解决$H_{0}$张力问题。事实上，它暗示了如何在具有相互作用暗能量的宇宙学模型中有效地解决（或至少缓解）这个问题。
2021-04-02 astro-ph.CO gr-qc
A Universal Profile for Stacked Filaments from Cold Dark Matter Simulations
我们研究了堆叠的细丝连接群质量晕对，使用暗物质只有N体模拟。我们计算了这些堆叠的暗丝在不同红移下的暗物质过密度分布，作为垂直于暗丝轴的距离的函数。一个四参数的通用函数形式，包括三个共动尺度半径和一个振幅参数（核心密度），提供了一个很好的拟合半径为20 cMpc/h的堆叠丝在一个范围内的红移，长度和质量。标度半径近似与红移无关，但随同动暗条长度呈幂律增加。最后，我们比较直接从模拟测量的灯丝质量的标度从晕-晕-物质三点关联函数作为红移的函数和晕对的质量的预测标度。我们发现，这两个测量的缩放是相似的，但比预测，分别为10%和30%，略浅。这些结果提供了一个模板来解释目前和即将到来的观测结果的基础上叠加，例如，弱透镜，热和动力学Sunyaev-Zel'dovich，或X射线观测。
2022-09-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Efficient cold outflows driven by cosmic rays in high redshift galaxies and their global effects on the IGM
我们提出了半解析模型的星系外流在高红移星系驱动的热气体和非热宇宙射线。在低质量星系（即$M\sim 10^8$ ~M $_\odot$）中，当超新星（SNe）反馈具有大质量负载时，单独的热压力可能无法维持大规模的外流。我们表明，包括宇宙射线压力允许流出的解决方案，即使在这些星系。在大质量星系中，对于相同的能量效率，与纯热驱动风相比，宇宙射线驱动风可以传播到更远的距离。平均而言，宇宙射线驱动的风中的气体温度较低，这有助于通过背景源光谱中的吸收线进行检测。利用我们的星系形成的约束半解析模型（解释了观测到的星系紫外光度函数），我们研究了宇宙线驱动风对不同红移星系际介质（IGM）性质的影响。特别是，我们研究的体积填充因子，平均金属丰度，宇宙射线和磁场能量密度的模型调用原子冷却和分子冷却晕。我们发现，在IGM的宇宙射线可以有足够的能量，可以转移到热气体存在的磁场，影响星系际介质的热历史。IGM磁场的显著体积填充和由此产生的强度也可以解释最近对耀变体的$γ$射线观测。
2018-01-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Large turbulent reservoirs of cold molecular gas around high-redshift starburst galaxies
处于宇宙恒星形成高峰期的星暴星系是宇宙中最极端的恒星形成引擎之一，产生的恒星超过1亿年。这些星系的恒星形成率超过每年100 $M_\odot$，需要大量的冷分子气体被输送到它们的核心，尽管有来自恒星或活动星系核的强烈反馈。因此，星暴星系是解开这种反馈与星系生长之间关键相互作用的理想目标。次甲基阳离子CH $^+$对于这种研究是最有用的分子，因为它不能在没有超热能输入的情况下在冷气体中形成，因此它的存在突出了机械能或强UV辐射的耗散.在这里，我们报告的检测CH $^+$（J=1-0）的光谱中的六个透镜星暴星系的红移z~2.5的发射和吸收线。该谱线具有如此高的激发临界密度，以至于它仅在非常致密（$>10^5$ cm $^{-3}$）的气体中发射，并且在低密度气体中被吸收。我们发现，CH $^+$发射线，这是更广泛的1000公里秒$^{-1}$，起源于密集的冲击波提供动力的热银河风。CH的$^+$吸收线揭示了冷（$T\sim 100$ K）、低密度气体的高度湍流的储存库，这些气体延伸到恒星爆发核心（半径<1 kpc）之外（>10 kpc）。我们表明，星系风维持湍流在10千秒差距尺度的环境中的星暴核心，处理这些环境成多相，引力约束水库。然而，发现质量流出率不足以平衡恒星形成率。因此，这些水库需要另一个质量输入，这可能是由正在进行的合并或冷流吸积提供的。我们的研究结果表明，银河反馈，加上湍流…
2017-08-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
