Adaptive Reconstruction of Cluster Halos (ARCH): Integrating Shear and Flexion for Substructure Detection
Drexel University（德雷塞尔大学）
ARCH是一种新的重力透镜管道，用于星系团质量重建，通过联合剪切-弯曲分析JWST图像。该方法采用分阶段优化策略，逐步过滤和选择候选晕，而非需要全局似然模型或强先验。该设计使重建计算可行且灵活，能够系统测试多种信号组合。
2026-04-29 astro-ph.CO
The Power of Cosmic Flexion in Testing Modified Matter and Gravity
引力子是一种弱透镜效应，导致了透镜星系的弱偏斜和弧形外观。屈曲信噪比可以比剪切的信噪比大一个数量级。这是第一次，我们展示了如何使弯曲的一个宝贵的工具，用于区分不同的宇宙模型。我们分析了统一的暗物质和暗能量的标量场模型、膜世界宇宙学和两个f（R）修正作用量理论。我们表明，这些模型可以区分从LCDM在几个标准偏差，通过测量宇宙弯曲的功率谱。
2011-04-20 astro-ph.CO
A new tool to determine masses and mass profiles using gravitational flexion
在最近的一份出版物中，推导出了引力弯曲的孔径质量统计，并表明至少用模拟数据在探测星系团内的大质量结构和子结构方面是有效的。此外，有人建议，屈曲孔质量信号降至零的半径可以允许估计所检测到的结构的质量或密度分布。在本文中，我们更充分地探索这种可能性，考虑到两个质量模型的峰值信号和零信号轮廓的行为-奇异等温球和Navarro-Frenk-White轮廓-在不同的孔径大小，过滤器形状和质量浓度参数。我们证明了屈曲孔径质量统计在区分质量分布和浓度参数方面的有效性，并在提供晶状体质量的准确估计方面的有效性，在1.5或更好的因子内。此外，我们比较孔径质量的方法，从屈曲测量的收敛的直接非参数重建。我们证明，孔径质量技术是更好地能够约束的中心密度分布的形状，获得更精细的角分辨率重建，并不遭受模糊的信号的归一化，在对比的直接方法。
2010-02-22 astro-ph.CO
Analytic PSF Correction for Gravitational Flexion Studies
给定一个星系图像，我们不能简单地测量它的弯曲度。图像的自旋一和三形状属性，通常与F和G弯曲有关，实际上是星系内在形状和望远镜PSF的复杂函数，除了透镜属性。剪切也是如此。在这项工作中，我们创建了一个完整的分析映射从明显测量的星系弯曲到引力弯曲（1）创建简单的模型透镜星系和PSF的扭曲主要是由大气拖尾和光学像差，（2）卷积两个模型，（3）比较前和后卷积弯曲的形状变化的最终图像。为了完整起见，我们对剪切也做同样的处理。正如所料，望远镜散光，彗差，三叶草可以破坏测量的剪切，F-弯曲，和G-弯曲，特别是对小星系。我们还发现，PSF的大小稀释的屈曲信号比剪切信号更快。此外，剪切，弯曲和不对称像差之间的混合可以在透镜测量中产生附加的偏移，这些偏移随星系大小和星系椭圆率和弯曲值而变化。但并非一切都失去了;通过测量模式，我们可以纠正它们。
2014-05-23 astro-ph.CO
Measuring the growth of galaxy clusters
我们建议我们如何可以使用超过其维里半径的星系团的质量分布来测量它们的质量吸积率，结构形成模型的关键预测。质量分布可以通过应用焦散技术来估计密集的红移调查的集群和他们的郊区，那里的动力学平衡不一定成立。团簇质量增长的另一个探针是它们在子结构中的质量分数。我们发现，焦散技术，确定集群子结构作为一个副产品，返回目录的子结构质量大于几个$10^{13}h^{-1}M_\odot$之间完成60%和80%，这取决于密度的红移调查。
2015-02-04 astro-ph.CO
Measuring the power spectrum of dark matter substructure using strong gravitational lensing
近年来，在强透镜扩展背景星系的图像附近探测单个暗物质暗晕已经成为可能。通常情况下，只有在强透镜区的最大质量的subhalo可以通过这种方式检测到。在这项工作中，我们表明，强透镜也可以用来限制人口众多的低质量subhalos太小，无法单独检测。特别是，我们表明，在星系晕投影密度波动的功率谱可以测量使用强引力透镜。我们开发了功率谱估计的数学框架，并测试我们的方法在模拟观测。我们使用我们的结果来确定所需的观测类型来测量具有高意义的子结构功率谱。我们预测，深观测（$\sim10$小时对一个单一的目标）与当前的设施可以测量这个功率谱在$3σ$水平，没有明显的退化与未知的块状背景源结构或波动的检测器噪声。即将进行的强透镜ALMA测量能够对暗物质晕下的丰度和暗物质的基本粒子性质施加强约束。
2014-12-09 astro-ph.CO
Measuring the Substructure Mass Power Spectrum of 23 SLACS Strong Galaxy-Galaxy Lenses with Convolutional Neural Networks
本研究利用能同时估计认知与偶然不确定性的卷积神经网络，测量23个SLACS强透镜中暗物质子结构的质量功率谱，发现显著扰动并支持高频功率谱。
2024-08-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Statistics and implications of substructure detected in a representative sample of X-ray clusters
我们提出了一个形态学研究的35个X射线发光星系团在0.15<z<0.3，以类似的方式选择本地集群子结构调查（LoCuSS），其中深XMM牛顿观测。我们通过测量每个团簇的功率比和质心位移来表征每个团簇的X射线表面亮度分布的结构，从而根据子结构的程度对团簇进行排序。这些互补的探针给出了一致的描述与一些很好理解的例外的集群形态。我们发现一个显着紧密的相关性，定期的形态与发生的冷核心的集群。我们还比较了我们的X射线形态测量的光度差距统计和椭圆率的最亮的星系团（BCG）。我们检查了我们的新的X射线形态分析如何映射到簇标度关系，发现（i）具有相对未受干扰的X射线形态的簇在固定的X射线温度下比具有干扰形态的簇平均更亮，并且（ii）在M-T关系中，对于给定的温度，干扰簇具有比规则簇更大的X射线质量。我们还表明，在X射线和弱透镜为基础的集群质量测量的比例的散射是更大的扰动集群比那些更规则的形态。总体而言，我们的研究结果表明，组装一个自洽的图片的物理结构的集群从X射线和光学数据的可行性，并有可能将其应用于宇宙学集群标度关系的测量。
2012-10-18 astro-ph.CO
Measuring dark matter ellipticity of Abell 901/902 using Particle Based Lensing
本文用非参数方法测量了Abell 901/902超星系团中暗物质晕的椭圆率和排列。这个超级星系团是一个在$0.5^{\circ}\times0.5^{\circ}$视野中的四个独立峰的系统。我们映射的质量分布的每个单独的峰使用改进版本的粒子基于透镜（PBL）和测量的椭圆率的暗物质晕与两个峰直接从质量图，并通过拟合到一个奇异的等温椭圆。A901 b的参数和非参数测量值一致，而两种技术的西南组位置角不同。我们将这种差异解释为西南峰存在的子结构。我们估计A901 b的$0.37\pm 0.1$轴比和西南群的$0.54^{+0.08}_{-0.09}$轴比。
2009-12-21 astro-ph.CO
eROSITA cluster cosmology forecasts: cluster temperature substructure bias
eROSITA任务将提供迄今为止用X射线探测到的最大的星系团样本（预计10万个）。这个样本将被用来通过测量星系团的质量来约束宇宙学模型。一个重要的质量代理是在X射线中检测到的热等离子体的电子温度。我们想了解的检测性能和可能的偏差，由于未解决的子结构在集群晕的温度。我们模拟了大量的星系团光谱与已知的温度子结构，并比较分析eROSITA模拟观测的结果，从钱德拉早期的结果。我们能够限制集群温度的偏差及其对集群质量的影响，以及来自调查的宇宙学参数。我们发现，由于未解决的温度子结构，eROSITA调查中的温度偏低约5%（与Chandra地图的排放加权平均温度相比）。如果在校准中不考虑这种偏差，则会对eROSITA宇宙学约束产生重大影响。我们隔离的偏置效应，在星系团的子结构的温度测量和它们的影响，推导出的宇宙学参数的eROSITA集群调查。
2017-08-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
SHARP - II. Mass structure in strong lenses is not necessarily dark matter substructure: A flux ratio anomaly from an edge-on disc
引力透镜通量比异常为测量遥远星系中的暗物质亚结构提供了一种强有力的技术。然而，在使用这些通量比异常来测试星系形成模型之前，必须确定给定的异常确实是由于暗物质子结构的存在，而不是由于透镜星系晕的其他成分或传播效应。在这里，我们提出的情况下，CLASS~B1555+375，它有一个很强的无线电波长通量比异常。我们的高分辨率近红外凯克~II自适应光学成像和档案哈勃太空望远镜的数据显示，在这个系统中的透镜星系有一个明确的边缘盘组件，直接跨越对图像，表现出通量比异常。我们发现，简单的模型，包括光盘可以重现厘米波长通量比异常，而不需要额外的暗物质子结构。虽然还需要进一步的研究，我们的研究结果表明，假设所有的通量比异常是由于人口的暗物质子晕可能是不正确的，分析，不占透镜宏观模型的全部复杂性可能高估的子结构质量分数在大规模透镜星系。
2016-03-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detecting Dark Matter Substructures on Small Scales with Fast Radio Bursts
本研究提出利用快速射电暴沿相邻视线的到达时间差探测小尺度暗物质子结构，设计两种观测场景，可约束轴子、原初黑洞等暗物质模型，且强透镜场景灵敏度更高。
2024-07-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Kinematic transitions and streams in galaxy halos
本星系群以外的星系晕的化学动力学现在可以通过使用球状星团和行星状星云作为明亮的示踪物体，以及综合恒星光的深多缝光谱学来绘制。我们目前的调查结果附近的早期型星系，包括运动学上不同的晕，可能反映两个阶段的星系大会的证据。我们还展示了实用的示踪剂的方法在测量周围的伞星系，这使我们能够重建祖属性和流轨道的恒星子结构的运动学。
2014-01-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark Matter Halos from the Inside Out
证据的平衡表明，单个星系和星系群或星系团嵌入在巨大的冷的，弱相互作用的暗物质分布中。这些暗物质“晕”为宇宙中所有发光结构提供了支架，它们的性质构成了当前宇宙学模型的重要组成部分。我回顾了暗物质晕的内部性质，着重于结构形成的数值模拟预测的简单，普遍的趋势。模拟表明，光环应该都具有大致相同的球平均密度分布和运动学结构，并预测在巨大的光环质量范围内以及所有常见变体的形状、形成历史和密度和运动学亚结构的简单分布。和谐宇宙学。我描述的观测进展，通过测量质量，形状，配置文件和子结构在真正的晕，使用重子示踪剂或引力透镜测试这些预测。模拟晕的一个重要性质（可能是最重要的性质）是它们的动力学“年龄”，或内部弛豫的程度。在决定重子物质的状态时，晕的年龄可能与其质量一样有影响，所以晕的年龄也值得尝试用观测方法来测量。我回顾了最近的引力透镜研究的星系团，应测量子结构和放松在一个大样本的个人集群晕，产生的定量措施的年龄，以及匹配的理论预测。从这些研究中推断出的年龄分布将导致宇宙学模型的第二代测试，以及对星系团组装和星系团内星系演化的更好理解。
2010-10-24 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Imaging dark matter at the smallest scales with $z\approx1$ lensed stars
本研究针对星系团远区微引力透镜事件偏多的问题，通过3M透镜效应分析，发现光度函数形状与子结构共同决定事件分布，提出可利用事件数密度对小尺度暗物质成像，并在Dragon弧中发现可能的暗物质子结构证据。
2024-04-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Beyond subhalos: Probing the collective effect of the Universe's small-scale structure with gravitational lensing
引力透镜是研究亚星系尺度物质分布的有力工具，它本身可能包含着关于暗物质起源和性质的重要线索。一般来说，文献中采用了两种不同的方法来使用强透镜映射宇宙的小尺度结构，其中一种方法侧重于测量少数离散的大质量subhalo的位置和质量，这些subhalo在投影中接近透镜图像，另一种方法侧重于检测透镜源和观察者之间所有小尺度结构的集体效应。在本文中，我们遵循后一种方法，并进行详细的研究星系尺度引力透镜的小尺度结构的系综性质的敏感性。在以前的一些研究中，我们采用子结构功率谱的语言来表征小尺度密度场的统计特性。我们提出了一个全面的理论，将透镜与扩展源以及与时间相关的紧凑源（如类星体）在一个统一的框架中的第一次。我们的方法使用模式函数，以提供计算的优势和洞察力之间的镜头和源的耦合。本文的目标是发展理论，并获得必要的直觉，以了解子结构功率谱的灵敏度如何取决于源和透镜的属性，最终的目的是确定最有前途的目标，这样的研究。
2019-08-28 astro-ph.CO hep-ph
Directional axion detection
我们开发了一种形式主义来描述扩展现有的轴子晕圈镜设计，具有方向性的灵敏度传入的暗物质轴子速度。如果实验设计的尺寸接近局部轴子场的典型相干长度，那么这种效应是可以测量的。有了方向灵敏度，轴子探测实验将有极大的潜力来探测局部暗物质速度分布。我们发展我们的形式主义一般，但将其应用到具体的实验设计，即谐振腔和介质盘haloscope。我们证明，这些实验是能够测量日常调制的暗物质信号，并用它来重建三维速度分布。这使得人们可以测量太阳特有的速度，探测暗物质速度椭球的各向异性，并确定冷的子结构，如最近发现的地球附近的流。定向实验还可以在更短的时间尺度上识别特征，这可能有助于绘制轴子微团的碎片。
2018-06-15 astro-ph.CO hep-ph
