Testing and selecting cosmological models with ultra-compact radio quasars
在本文中，我们放置在宇宙的空间平坦性的假设下的四个可选的宇宙学模型的约束：CPL，EDE，GCG和MPC。一个新的汇编的120个紧凑的射电类星体观测的甚长基线干涉，这代表了一种新的宇宙学标准尺，用于测试这些宇宙学模型。我们的结果表明，从类星体样品中得到的CPL拟合与从BAO中得到的结果是一致的。对于其他宇宙学模型考虑，类星体提供的约束与其他标准探头在$1σ$置信水平。此外，利用品质因数、$Om(z)$和状态发现诊断等统计方法得到的结果表明：（1）射电类星体标准标尺对所有宇宙学模型都能提供比BAO更好的统计约束，这表明它有潜力成为BAO和星系团的有力补充探测器。(2)转向$Om(z)$诊断，CPL、GCG和EDE模型在当前时期不能彼此区分。(3)在statefinder诊断的框架下，MPC和EDE在不久的将来会偏离$\rmΛ$ CDM模型，而GCG模型则不能与$\rmΛ$ CDM模型区分开来，除非有更高精度的观测数据。
2017-08-29 astro-ph.CO
A first estimate of radio halo statistics from large-scale cosmological simulation
我们提出了第一个估计的基础上的宇宙学气体动力学模拟的星系团无线电晕计数预计在即将到来的低频无线电调查。我们的估计是基于一个FLASH模拟的LCDM模型，我们已经分配无线电功率集群通过一个模型，涉及无线电发射率集群磁场强度，集群内的湍流和密度。我们改变这个模型的几个自由参数，并发现无线电晕数计数变化的平均磁场范围从0.2到3.1 μ G的两个因素。然而，我们预测的低频无线电晕比以前的半分析估计预期的要少得多，尽管这种差异可以用再加速模型中预测的频率依赖性无线电晕概率来解释。我们发现，即将进行的调查将有困难，因为大的不确定性和低的数量计数区分模型。此外，根据我们的建模，我们发现，预期的计数可以退化与宇宙线产生的再加速和强子次级模型。我们发现，无线电功率和质量和X射线光度之间的关系可以用来区分模型，并通过建立模拟无线电天空地图，我们证明，调查，如LOFAR可能有足够的分辨率和灵敏度，打破这个模型退化成像许多个别集群。
2012-10-13 astro-ph.CO
Cosmological observations in the radio domain: the contribution of extragalactic sources
沿着射电范围（~1 GHz）向下的CMB频谱的低频尾部可能带有微弱的频谱失真，这是宇宙热历史中不同时期（从z~3 \times 10 ^6到再电离）发生的过程的指纹。TRIS和ARCADE 2是致力于探索CMB宇宙学这一章的最新实验。他们在确定绝对天空温度时所达到的仪器精度水平是这样的，消除银河系和银河系外的污染是恢复宇宙学信号的真正瓶颈。在无线电领域的未来实验中，情况也肯定如此。在这里，我们提出了一个更新的研究，原来做的认识未解决的河外射电源的TRIS测量的天空亮度的贡献。尽管我们的分析起源于特定的背景，但这是一项普遍感兴趣的研究，通过包含从150 MHz到8.4 GHz的所有最新可用源计数进行了改进。
2010-05-24 astro-ph.CO
Cosmological MHD Simulations of Galaxy Cluster Radio Relics: Insights and Warnings for Observations
合并中的星系团附近的宇宙射线电子的非热射电辐射是星系团合并活动的重要示踪剂，是涉及磁场、粒子加速、气体动力学和辐射的复杂物理过程的结果。特别是，被称为射电遗迹的物体被认为是冲击加速电子的结果，当嵌入磁场时，会发出无线电波长的同步辐射。为了正确地模拟这种排放，我们利用自适应网格细化模拟的磁流体动力学演化的星系团从宇宙学的初始条件。我们定位冲击波阵面和应用模型的宇宙射线电子加速，然后输入到无线电发射模型。我们已经确定了这种无线电发射等离子体的热力学性质，并构建了合成无线电观测，以比较观察到的星系团。我们发现一个显着的依赖观察到的形态和无线电遗迹属性的集群的视角，引起关注的解释集群中观察到的无线电功能。我们还发现，一个给定的激波不应该用单一的马赫数来表征。我们发现，大部分射电辐射来自气体，T> 5 × 10 ^7，ρ~10^（-28）-10 ^（-27）g/cm ^3，磁场强度为0.1-1.0 μG，激波马赫数为M~3-6。我们提出了一个分析的射电光谱指数，这表明光谱指数的空间变化可以模仿同步加速老化。最后，我们研究了模拟无线电特征的极化分数和位置角，并与观测结果进行了比较。
2012-11-13 astro-ph.CO
Probing statistical isotropy of cosmological radio sources using SKA
目前存在着许多与宇宙学原理不一致的观测。我们审查这些意见，特别强调那些相关的平方公里阵列（SKA）。特别是，几个不同的数据集表明一个优选的方向指向大约室女星系团。在宇宙微波背景辐射（CMBR）温度涨落中，我们也观察到半球各向异性。虽然这些不一致性可能归因于系统效应，但它们仍然有可能表明新的物理学和各种理论已经被提出来解释它们。我们在这篇评论中讨论的一种可能性是，在早期的前暴胀时期，宇宙可能不遵守宇宙学原理时，微扰模式的产生。更好的测量将为这些理论提供更好的约束。特别是，我们提出了测量偶极子的数量，天空亮度，极化流量和极化方向的无线电源。我们还建议测试作为其相对分离的函数的源的线性偏振的对齐。最后，我们建议测量半球各向异性或等效偶极子调制的无线电源。
2016-10-26 astro-ph.CO
Fast Radio Bursts and cosmological tests
我们认为未来的宇宙学测试的基础上观测的快速射电暴（FRB）。我们使用Illustris模拟来真实地估计由星系际介质（IGM）中电离气体的不均匀分布引起的FRB色散测度（DM）中的散射。我们发现DM中的~13%散射到z=1时的源，z=3时的~7%（一个西格玛）。DM的分布接近高斯分布。我们模拟FRB的样本，并研究其适用于简单的宇宙学测试。我们的计算表明，使用100个FRB的样本和固定的宇宙学模型，我们可以得到红移和电离气体的样本平均分数约1%的不确定度。在几个不同的历元中以约1%的精度找到电离部分需要约10000个具有已知红移的FRB。由于DM与电离分数、重子密度和哈勃常数的乘积成正比，因此不可能用FRB单独约束这些参数。在平坦的LCDM模型中，对宇宙学密度的约束是可能的，但精确度低得令人不感兴趣。将FRB与其他类型的数据一起使用可以改善约束，但FRB的作用并不重要。因此，电离气体的分布上的约束可能是最有前途的应用FRB允许“断层扫描”，如果源红移是已知的，而不是测量电子散射光学深度或S-Z y参数与CMB观测。
2018-12-31 astro-ph.CO
Modelling radio luminosity functions of radio-loud AGN by the cosmological evolution of supermassive black holes
利用超大质量黑洞（SMBH）的宇宙学演化，建立了GHz频段射电噪活动星系核（AGN）光度函数的模型。SMBHs的质量函数和爱丁顿比分布已被视为本分析的出发点。我们的方法是基于物理和现象学的关系，允许统计计算活动星系核核心的射电光度，校正光束效应，通过连接它与SMBH在其中心，通过基本平面的黑洞活动。此外，还通过幂律关系计算了扩展喷流和叶的射电光度，该关系反映了内部射电核心和扩展喷流/叶之间的预期相关性。射电强活动星系核可进一步分为两类，其特征是以不同的吸积方式吸积到中央黑洞上。如果爱丁顿比小于0.01，它们被称为低动力（LK模式）活动星系核;如果大于0.01，它们被称为高动力（HK模式）活动星系核，这个临界值大致对应于辐射无效和有效吸积流之间的转变。在本模型中使用的几个自由参数是通过拟合两种不同类型的观测数据集：在1.4 GHz的射电大声AGN的本地LF和在1.4和5 GHz的河外射电源的差分计数来确定的。我们目前的模型很好地拟合了几乎所有已发表的关于LK模活动星系核和红移z<=1.5的活动星系核总人口的低频数据，而且，在目前探测到的全部光度范围内。另一方面，它往往低估了一些最近的措施，在低红移的HK模式活动星系核的LF，但只有在低射电光度。本模型也能够提供一个非常好的适合几乎所有的数据在1.4和5 GHz的无线电大声源的数量计数。（节略）
2021-06-29 astro-ph.CO
Resolution of the incongruency of dipole asymmetries within various large radio surveys -- implications for the Cosmological Principle
本研究针对四项大型射电巡天的偶极不对称性不一致问题，发现VLASS和RACS的赤纬相关系统误差是诱因，限制赤纬范围后偶极方向与CMB偏差1.2σ内，但振幅是其3.7±0.6倍以上，挑战了传统偶极起源认知与宇宙学原理。
2024-02-06 astro-ph.CO
Cosmological investigation of multi-frequency VLBI observations of ultra-compact structure in $z\sim 3$ radio quasars
本文利用58个红移达到$z\sim 3$的中光度类星体的多频角尺寸测量，证明它们可以作为宇宙学推论的标准标尺。我们的结果表明，对于我们的样本中的大多数射电源，它们的角大小与观测频率成反比。从物理的角度来看，这意味着射流的不透明度是由纯同步加速器自吸收，即外部吸收不发挥任何显着的作用，在所观察到的角度大小至少高达43 GHz。因此，我们使用的内在度量大小的紧凑毫弧秒射电类星体的宇宙学独立的方式从在2 GHz进行的调查，并根据圆锥喷流模型的预测重新调整它的值。结果表明，该方法对平坦$Λ$ CDM模型和Dvali-Gabadadze-Porrati膜世界模型中的物质密度参数$Ω_m$具有严格的约束.本文的结果为后续开展更紧凑射电类星体的高灵敏度和角分辨率的多频VLBI观测奠定了基础。
2018-08-28 astro-ph.CO
On the radio -- X-ray luminosity correlation of radio halos at low radio frequency - Application of the turbulent re-acceleration model
本文对120兆赫射电晕的射电-X射线光度关联作了展望。根据“湍流再加速假设”，低频观测预计将探测到一批新的射电晕，由于其超陡的频谱，目前在~ GHz频率的观测中没有发现。这些射电晕也应该比目前观测到的具有相同X射线光度的星系团中的晕更不明亮。利用蒙特卡罗程序，我们表明，这些超陡峭的光谱晕在120 MHz的存在下，导致陡峭和加宽的同步辐射功率和集群X射线光度之间的相关性相对于在1.4 GHz观察到的。我们调查的作用，未来的低频无线电调查，并发现，即将到来的LOFAR调查将能够测试这些期望。
2010-04-07 astro-ph.CO
Cosmological Measurements with Forthcoming Radio Continuum Surveys
我们目前的预测宇宙学模型的约束，可以通过即将到来的无线电连续调查：广泛的调查与低频阵列（LOFAR），澳大利亚平方公里阵列探路者（ASKAP）和韦斯特博克观测的深APERTIF北天空（WODAN）。我们使用适合于计划调查的模拟星表来预测源自相关、射电源和CMB地图之间的互相关（集成萨克斯-沃尔夫效应）、射电源与前景物体的互相关（由于宇宙放大）以及与CMB功率谱和超新星的联合分析所获得的测量结果。我们表明，在不久的将来，无线电调查将带来互补的测量其他实验，探测不同的宇宙体积，并有不同的系统。我们的研究结果表明，这些调查结合起来的前所未有的天空覆盖范围应该提供最重要的测量综合萨克斯-沃尔夫效应。此外，我们表明，使用ISW效应将显着收紧修改后的重力参数的约束，而最好的测量暗能量模型将来自星系自动关联函数分析。使用EMU和WODAN的组合来提供全天空调查，将有可能测量不确定度为\{ $σ(w_0) = 0.05$，$σ(w_a) = 0.12$ \}的暗能量参数和修改的重力参数\{ $σ(η_0) = 0.10$，$σ(μ_0) = 0.05$ \}，假设普朗克CMB+SN（当前数据）先验。最后，我们表明，无线电调查将检测到一个原始的非高斯$f_{\rm NL}$ = 8在1- $σ$，我们简要地讨论了其他有前途的探头。
2011-08-03 astro-ph.CO
The impact of non-Planckian effects on cosmological radio backgrounds
在复合阶段，由于等离子体频率的非零值的存在，可以产生CMB辐射谱的非普朗克（NP）谱修正。我们在这里提出了一个分析的NP效应的无线电宇宙学背景，我们推导出，第一次，预测其振幅上的三个不同的观测：CMB频谱，Sunyaev-Zel 'dovich（SZ）效应在宇宙结构中，和21厘米的背景温度亮度变化。我们发现NP效应在$ν\simlt 400$ MHz的CMB谱中表现为CMB强度的急剧截止。使用相关$ν$范围内的可用CMB数据（即，主要在$\simlt 1$ GHz和COBE-FIRAS数据频率范围内），我们分别在1、2和3 $σ$置信水平下导出等离子体频率的上限$ν_p$ = 206、346和418 MHz。我们发现，在$ν\simlt 0.5$ GHz处，纯普朗克谱与NP效应修正后的普朗克谱之间的差异为mJy/arcmin $^2$的量级，在更高的频率处，差异变得更小，在$ν\simgt 150$ GHz处，差异为$\sim 0.1$ mJy/arcmin $^2$。这表明，探测早期宇宙NP效应的实验途径是在很低的频率处观测射电宇宙学背景。（节略）
2015-05-05 astro-ph.CO
Cosmology with kSZ: breaking the optical depth degeneracy with Fast Radio Bursts
小尺度宇宙微波背景（CMB）主要由运动学Sunyaev-Zeldovich（kSZ）效应的各向异性所控制，即将进行的实验将非常精确地测量它，但光学深度简并限制了可以提取的宇宙学信息。与此同时，快速射电暴（FRB）是天体物理学的一个令人兴奋的新前沿，但它们作为宇宙学探测器的有用性目前还不清楚。我们表明，FRB是唯一适合于打破kSZ光学深度简并。这为用kSZ效应约束宇宙学开辟了新的可能性，并为FRB开辟了新的宇宙学应用。
2019-11-14 astro-ph.CO
Cosmic backgrounds from the radio to the far-infrared: recent results and perspectives from cosmological and astrophysical surveys
在各种波段，特别是从无线电到远红外波段进行的宇宙学和天体物理学调查提供了关于宇宙性质及其结构形成和演变的独特视角。在序言中的所谓的紧张的问题，这发生在不同类型的数据被用来确定宇宙学参数，我们讨论了快速射电暴在宇宙学中的作用，特别是失踪的重子问题，并从中性氢的21厘米红移线的分析的角度。然后，我们描述了普朗克遗产档案，其丰富的科学信息和未来的发展，以及从更高分辨率的观测，特别是对热Sunyaev-Zel'dovich效应的分析预期有前途的前景。接下来介绍普朗克任务的三个宇宙学结果：康普顿化涨落图的含义，互相关宇宙微波背景各向异性和康普顿化涨落图的偶极分析，以及对原始张量-标量扰动比的约束。最后，我们讨论了宇宙学的一些未来前景和替代方案，如宇宙微波背景极化对洛伦兹不变性破坏的研究，引入新的引力自由度来解决暗物质问题，以及利用高红移亚毫米星系的放大率偏差来约束宇宙学参数。
2022-02-10 astro-ph.CO
The GMRT Radio Halo Survey and low frequency follow-up
在610 MHz频率上进行的GMRT射电晕巡天，在红移间隔z=0.2-0.4范围内选取了一个完整的星团样本，对星团射电晕的统计特性进行了研究，极大地提高了我们对星团射电晕和遗迹起源的认识。在这里，我们简要总结了我们的调查最相关的结果。低频随访正在进行中，GMRT在325 MHz和240 MHz的扩散源和候选发现在610 MHz。我们简要报告这些低频观测的一些初步结果。具有不同射电光谱特性的团簇射电晕被意外地发现。
2009-03-17 astro-ph.CO
SKA Weak Lensing I: Cosmological Forecasts and the Power of Radio-Optical Cross-Correlations
我们从涉及平方公里阵列（SKA）的弱引力透镜调查中构建宇宙学参数约束的预测。考虑到物质含量，暗能量和修改后的重力参数，我们表明，第一阶段的SKA（SKA 1）可以与其他第三阶段的实验，如暗能量调查（DES）和完整的SKA（SKA 2）可能会形成更严格的约束比第四阶段光学弱透镜实验，如那些将与LSST，WFIRST-AFTA或欧几里得类设施进行。单独使用弱透镜，从SKA 1到SKA 2代表物质中的$\sim10$、暗能量中的$\sim10$和修改后的重力参数中的$\sim5$的改进。我们还表明，第一次，强大的结果，即第三阶段和第四阶段的实验的严格约束（在$\sim5\%$），可以从光学和无线电波段之间的互相关剪切映射，这一过程也可以消除一些潜在的系统误差，否则可以限制弱透镜宇宙学的效用。
2016-10-25 astro-ph.CO
Future Cosmological Constraints from Fast Radio Bursts
我们考虑可能的观测快速射电暴（FRB）与计划未来的射电望远镜，并调查如何以及这些信号的色散和红移可能约束宇宙学参数。我们构建模拟目录的FRB色散测量（DM）的数据，并采用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）分析，我们预测和比较现有的限制，在平坦的$Λ$ CDM模型，以及一些流行的扩展，包括暗能量状态方程和曲率参数。我们发现，由星系际介质（IGM）中的不均匀性引起的DM观测的散射对FRB作为宇宙探测器的实用性提出了很大的挑战。只有在最乐观的情况下，具有大量事件和低IGM方差，FRB才有助于改善电流约束。特别地，当FRB与CMB+BAO+SNe+ $H_0$数据组合时，我们发现最大的改进来自于$Ω_{\mathrm b}h^2$约束。此外，我们发现暗能量状态方程的约束较差，而曲率参数$Ω_k$的约束，显示出一些改进时，结合电流约束。当FRB与来自21厘米强度映射（IM）的未来BAO数据相结合时，我们发现单独来自BAO的约束几乎没有改善。然而，FRB的包含引入了附加的参数约束$Ω_{\mathrm b}h^2$，其被证明与现有约束相当。这表明，FRB提供了有价值的信息的宇宙学重子密度在中等红移宇宙，独立于高红移CMB数据。
2018-02-20 astro-ph.CO
Testing Einstein's Equivalence Principle with Cosmological Fast Radio Bursts behind Clusters of Galaxies
目的：最近，宇宙学快速射电暴（FRB）被用来提供爱因斯坦等效原理（EEP）最严格的限制。我们研究如何进一步测试EEP与FRB。研究方法：未来的系统射电观测肯定会在宇宙学距离上发现大量的FRB，其中一些将不可避免地位于星系团的后面。在这里，我们建议使用这些FRB来进一步测试EEP。结果：我们发现，测试EEP的鲁棒性和准确性可以进一步提高了数量级与这些FRB。同样的方法也可以应用于任何其他类型的快速和明亮的瞬变在宇宙学的距离。
2016-01-15 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Cosmology with gravitationally lensed repeating Fast Radio Bursts
高精度的宇宙学探测器揭示了用不同技术测量的参数之间的微小但重要的张力，其中一种是基于引力透镜的时间延迟。我们讨论了一种新的方式使用时间延迟的宇宙学，利用透镜快速射电暴（FRB），这是短的闪光的无线电发射起源于宇宙学的距离预期的极端精度。使用相干方法，可达到的精度足以测量时间延迟在几个月和几年内的变化，这也可以解释为图像之间的差分红移。事实证明，由引力透镜的未知质量分布引起的不确定性可以通过将时间延迟与其时间导数相结合来消除。其他效应，最重要的是相对自行，可以精确测量，并从宇宙学效应中解脱出来。用模拟透镜的模拟样本，我们表明，它可能是可能的，以达到强约束的宇宙学参数。最后，透镜图像可以用作银河干涉仪，以令人难以置信的高分辨率解析爆发源的结构和运动，并帮助揭示其物理性质，这是目前未知的。
2021-01-15 astro-ph.CO
Fast Radio Bursts and Artificial Neural Networks: a cosmological-model-independent estimation of the Hubble Constant
提出仅结合FRB色散测量、红移与人工神经网络的无宇宙学模型方法，由23个定位源估计哈勃常数为67.3±6.6，并预测未来精度可媲美SH0ES或Planck。
2025-01-08 astro-ph.CO
Ultra-compact structure in radio quasars as a cosmological probe: a revised study of the interaction between cosmic dark sectors
一个新的汇编$120$角尺寸/红移数据紧凑的射电类星体从甚长基线干涉测量（VLBI）的调查促使我们重新审视暗能量和暗物质之间的相互作用，这些探针达到高红移$z\sim 3.0$。本文以中等光度射电类星体为标准标尺，结合普朗克最新的BAO和CMB观测结果为统计标尺，研究了不同唯象相互作用暗能量（IDE）模型的观测约束。通过MCMC方法和优值图、信息准则等统计方法的计算结果表明：（1）与现有的标准烛光和标准钟数据相比，中光度射电类星体标准标尺探测到的红移更高，可以对不同的IDE情景提供可比的约束。(2)暗能量和暗物质之间的相互作用似乎正在消失或略小于零。在68.3%的置信水平下，能量从暗物质转移到暗能量，这意味着这些IDE模型不能缓解符合问题，甚至更加严重。然而，相互作用项和哈勃常数之间的强简并可能有助于缓解最近的普朗克和HST测量之间的$H_0$的紧张关系。(3)关于竞争的暗能量模型的排名，IDE与更多的自由参数实质上是惩罚BIC标准，这与以前的结果来自其他宇宙学探测非常吻合。
2017-10-26 astro-ph.CO
Analysis of differential observations of the cosmological radio background : studying the SZE-21cm
为了理解早期宇宙和早期过程，特别是在黑暗时代（DA）和再电离时代（EoR）发生的早期过程，确定合适的探测器至关重要。探测这些时期将有助于研究第一个星系的起源，最重要的是早期黑洞的形成。在过去的十年中，已经提出了许多探测器，其中最有希望的是SZE-21 cm，这是Sunyaev-Zeldovich效应（SZE）的一种特殊形式，当21 cm背景的光子被宇宙结构（如星系团和活跃射电星系）的热等离子体中的电子逆康普顿散射时产生。用完全相对论方法计算了宇宙微波背景辐射光子在热的星系团团内介质中的散射过程，该散射过程被宇宙学红移的21 cm背景辐射修正，并考虑了相对论修正和多重散射效应引起的捕获效应。我们利用图像差分技术对红移的21 cm背景的星系团进行了模拟射电观测，我们使用的是公开的半数值代码21 cm FAST。我们能够通过对从模拟数据立方体中检索的数据进行逐像素操作来实现污染前景的减法。我们证明，SZE-21厘米可以恢复通过差分观测的21厘米的背景。
2018-10-25 astro-ph.CO
Probing the Cosmological Principle in the counts of radio galaxies at different frequencies
根据宇宙学原理，物质在非常大尺度上的分布应该有一个与CMB对齐的运动偶极子。我们确定偶极子各向异性的射电星系的两个全天巡天计数。对于第一次，这种分析是为TGSS调查，使我们能够检查在低和高频率的无线电偶极子的一致性，通过比较结果与著名的NVSS调查。我们匹配目录的通量阈值，选择通量限制以最大限度地减少系统性，并采用严格的掩蔽方案。我们发现偶极子的方向是在良好的协议，彼此和CMB偶极子。为了比较偶极子的振幅与理论预测，我们产生对数正态实现集。我们的实现包括理论上的运动学偶极子，星系团，泊松噪声，模拟红移分布，适合NVSS和TGSS源计数，并在流量校准的误差。NVSS测得的偶极子比模拟数据预测的大$\sim\!2$倍。对于TGSS，偶极子几乎是$\sim\! 5$倍大于预测，即使在检查的完整性和考虑到错误的源通量和通量校准。进一步的工作是需要了解的性质的系统，这是可能的原因，异常大的TGSS偶极子振幅。
2018-04-10 astro-ph.CO
Limits on Cosmological Birefringence from the Ultraviolet Polarization of Distant Radio Galaxies
我们报告更新的测试上的旋转的线偏振平面的光在宇宙学的距离，使用的比较在8个射电星系在z>2和预测的方向的各向异性核辐射的散射模型，这解释了偏振的UV偏振的测量方向。每个星系在几度内都没有检测到旋转，如果旋转不依赖于方向，那么全天空平均旋转被限制为θ= -0.8 +/- 2.2。我们讨论的相关性约束宇宙学双折射的结果，当这是由一个宇宙学伪标量场的相互作用或存在的Cherns-Simons项。
2010-04-22 astro-ph.CO gr-qc
Constraining the CMB Optical Depth Through the Dispersion Measure of Cosmological Radio Transients
最近发现的快速射电暴FRB 150418等河外射电瞬变的色散测度可以用来测量星系际介质中自由电子的柱密度。同样的电子也散射了宇宙微波背景（CMB）光子，影响了宇宙学参数的精确测量。我们探讨了再电离时期（EoR）期间存在的无线电瞬变的色散测量和CMB的总光学深度$τ_{CMB}$之间的联系，表明这种瞬变的存在将提供一个新的灵敏的探测$τ_{CMB}$。作为一个例子，我们考虑FRB的种群。假设它们存在于EoR期间，我们表明：（i）这样的源可以通过测量$τ_{CMB}$来探测再电离历史，精度低于百分之一，（ii）它们可以通过平方公里阵列等仪器进行高显著性检测。
2016-11-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
A cosmological distance measure using radio-loud quasars
本文利用射电噪类星体的X射线光度关系测量宇宙学距离并约束宇宙学参数，通过贝叶斯信息准则确定最优光度模型，并结合SNla Pantheon检验暗能量密度是否随时间演化。
2023-07-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmological Fast Radio Bursts from Binary Neutron Star Mergers
宇宙学距离上的快速射电暴（FRB）是最近发现的，其持续时间约为毫秒。我们认为，所观察到的短持续时间是很难解释的软伽玛射线中继器的巨型耀斑，虽然他们的事件率和能量是一致的FRB。在这里，我们讨论的二元中子星（NS-NS）合并作为一个可能的起源FRB。FRB率在NS-NS合并率及其宇宙学演化的合理范围内，而很大一部分NS-NS合并必须产生可观测的FRB。一个可能的辐射机制是像射电望远镜一样的相干射电发射，当中子星的磁场在合并时同步到双星旋转时，通过磁制动。标准强度（~ 10^{12-13} G）的磁场可以解释观测到的FRB通量，如果从磁制动能量损失到射电发射的转换效率与孤立射电望远镜的类似。相应的伽马射线发射很难被现在或过去的伽马射线暴卫星探测到。由于FRB告诉我们合并的确切时间，相关搜索将显着提高引力波探测器的有效灵敏度。
2013-11-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
CosmoDRAGoN simulations -- I. Dynamics and observable signatures of radio jets in cosmological environments
CosmoDRAGoN项目将宇宙学SPH模拟的星系团环境与网格射电喷流模拟结合，研究不同参数下喷流的传播、形态与光谱，揭示环境与喷流参数对FR I/II型形态及反馈的关键作用。
2023-02-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Testing the Cosmological Principle in the radio sky
宇宙学原理指出，宇宙在统计上是各向同性的，在大尺度上是均匀的。特别是，这意味着在星系分布的统计各向同性，由于观察者的运动消除偶极各向异性后。我们测试这一假设与NVSS无线电目录的计数地图。我们使用一个本地方差估计补丁的基础上不同的角半径在天空中，并比较这些补丁之间和内部的源计数方差。为了评估我们的结果的统计意义，我们模拟无线电地图与NVSS规范和掩码。我们的结论是NVSS数据与统计各向同性一致。
2019-08-26 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Extragalactic Radio Sources as a Piece of the Cosmological Jigsaw
早期，河外射电源已经指出了一个宇宙学上不断演化的宇宙。它们也是超大质量黑洞存在的重要证据，现在被认为是星系的关键组成部分。射电源的功率随着红移而增加，而宇宙学上的质量集合则相反，这意味着射电源在早期宇宙中具有最强的影响。我们的模拟表明，射电源加热热晕气体，促进恒星形成的盘星系和其他冷气体在附近，可能是细丝，通过包围和挤压机制。它们可能会引起与恒星反馈有关的气体外流。这可能是形成大质量星系的一种重要的恒星形成模式。对喷流-环境相互作用的分析可以提供对黑洞物理和喷流形成的见解，例如，旋转能量提取（Blandford-Znajek）或黑洞双星或多系统的频率。前者涉及有关黑洞性质的基本问题。后者是从等级宇宙学中预期的。河外射电源因此继续证实宇宙学图像，并引领新的，令人兴奋的发现。
2018-04-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmological Birefringence: an Astrophysical test of Fundamental Physics
我们回顾了用于测试宇宙双折射存在的方法，即在宇宙距离上传播的电磁辐射的线偏振平面的旋转，这可能会出现在一些涉及违反基本物理原理的重要背景下。主要方法用途：（1）射电星系和类星体的射电偏振，（2）射电星系的紫外偏振，（3）宇宙微波背景偏振。我们讨论了迄今为止所取得的主要成果，每种方法的优点和缺点，以及未来的前景。
2010-11-22 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological origin of anomalous radio background
ARCADE 2合作报告了各向同性无线电背景的显著过剩，其均匀性不能与集群源相协调。这表明在结构形成之前有一个宇宙学起源。我们调查了几个潜在的机制，并表明，相对论性电子注入通过后期衰变的亚稳粒子可以引起所观察到的过剩的无线电频谱通过同步辐射。然而，来自宇宙微波背景（CMB）各向异性、带电粒子注入和原始磁场的约束提出了挑战。最简单的情况是，一个>~ 9 GeV的粒子在~ 5微高斯的磁场中以z ~ 5的红移衰变为e+e-，这超过了CMB B场的限制，除非磁场是在去耦后产生的。如果衰变为奇异的毫荷电粒子，它们在暗U（1）'规范场的足够大的背景磁场的作用下发射同步辐射，则可以缓解这种张力。
2013-02-05 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological model-independent constraints on the baryon fraction in the IGM from fast radio bursts and supernovae data
快速射电暴（Fast Radio Burst，FRB）是一种毫秒级的射电瞬变，观测到的色散测量值（$DM$）大于预期的银河系贡献，这表明这种事件是河外起源的。虽然已经提出了一些模型来解释脉冲的物理过程，但FRB发射背后的机制仍然是未知的。从已知宿主星系的FRB数据中，可以直接测量红移，并可以与$DM$的估计相结合，以约束宇宙学参数，如重子数密度和哈勃常数。然而，对星系际介质中重子质量分数（$f_{IGM}$）及其与宇宙学参数的简并性的认识不足限制了FRB的宇宙学应用。在这项工作中，我们提出了一个独立于宇宙学模型的方法来确定$f_{IGM}$的演变相结合的最新FRB观测本地化的宿主星系和当前的超新星数据。我们认为常数和时间依赖性的$f_{IGM}$参数化，并显示，通过贝叶斯模型选择分析，一个结论性的答案的时间演变的$f_{IGM}$强烈依赖于$DM$波动由于宇宙电子密度（$δ$）的空间变化。特别是，我们的分析表明，证据从强（有利于随着红移不断发展的$f_{IGM}$）到不确定的变化，因为考虑了更大的$δ$值。
2023-03-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmological Fast Radio Bursts from Binary White Dwarf Mergers
最近，Thornton等人报道了四个快速射电暴（FRB）的探测。色散测量表明，这些FRB的来源是在宇宙学距离。由于FRB的全天大事件发生率约为10^4天^-1天^-1，因此FRB是多信使天文学的一个有希望的目标。在这里，我们提出双简并，二进制白矮星（WD）合并作为FRB的来源，这是由相干发射从极地地区的快速旋转，磁化大规模WD合并后形成的。FRB的基本特征，如能量，发射持续时间和事件率，可以在这个场景中得到一致的解释。因此，我们预测，一些FRB可以伴随Ia型超新星（SNe Ia）或X射线碎片盘。同时检测可以测试我们的方案和探测超新星Ia的祖先，而且将提供一个新的宇宙学参数的约束。我们强烈鼓励未来的SN和X射线调查，跟进FRB。
2013-10-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmological Parameter Estimate from Persistent Radio Sources of Fast Radio Bursts
本研究提出结合快速射电暴与持续射电源、借助Yang关系破解参数简并的新方法，通过两阶段MCMC分析用6个观测系统得到哈勃常数初步约束，为FRB宇宙学提供新探针。
2025-05-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmological Radio Emission induced by WIMP Dark Matter
本文详细分析了河外晕中由WIMP暗物质湮灭和衰变引起的射电同步辐射。我们计算强度，角相关性，和源计数和讨论的影响，预期信号的暗物质集群，以及其他天体物理学的不确定性，如磁场和空间扩散。然后推导出暗物质微观性质的界限，并且根据特定的假设集，它们与其他间接暗物质搜索的约束具有竞争力。在GHz频率下，暗物质源可以成为亮度低于微扬斯基水平的源总数的重要部分。我们表明，在这个水平的通量（这是在下一代无线电调查的范围内），差分源计数的微弱边缘的属性，以及角相关数据，可以成为一个重要的探测WIMP。
2012-03-05 astro-ph.CO hep-ph
Radio Galaxy Zoo: Cosmological Alignment of Radio Sources
我们研究了两个调查，FIRST和TGSS内的无线电源的相互对齐。这是通过产生两个位置角目录来完成的，这两个位置角目录分别包含分布在大于$7\,000$和$17\,000$平方度上的$30\,059$和$11\,674$扩展源的优先方向。FIRST样本中的源的识别是由Radio Galaxy Zoo项目的志愿者提前进行的，而TGSS样本则是这里介绍的自动化过程的结果。在考虑系统效应后，在第一个样本中发现了小于$2.5°$的尺度上局部对齐的边缘证据。这种偶然发生的概率被发现是小于$2$百分之。进一步的研究表明，在规模高达$1.5°$的对齐是最大的。对于三分之一的来源，无线电银河动物园的志愿者确定了一个光学对应物。假设一个平坦的$Λ$ CDM宇宙学与$Ω_m = 0.31, Ω_Λ= 0.69$，我们转换的最大角度尺度上看到的对齐到一个物理尺度范围内的$[19, 38]$ Mpc $h_{70}^{-1}$。这一结果支持了泰勒和贾根纳森最近报告的证据，即巨型米波射电望远镜观测到的$1.4$ deg $^2$ ELAIS N1场的射电喷流排列。TGSS样本被发现是太稀疏的人口表现出类似的信号。
2017-08-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Impact of Redshift Information on Cosmological Applications with Next-Generation Radio Surveys
在本文中，我们探讨了如何即将到来的一代大规模无线电连续谱调查，包括一定程度的红移信息，可以约束宇宙学参数。通过交叉匹配这些无线电调查与浅光学近红外调查，我们基本上可以分离的源分布到一个低-和一个高红移的样本，从而提供了一个约束宇宙学参数的演变，如那些与暗能量。我们检查两个无线电调查，宇宙的演化地图（EMU）和韦斯特博克观测的深APERTIF北天空（WODAN）。一个至关重要的优势是它们的综合潜力，以提供一个深，全天调查。用于交叉识别的调查是SkyMapper和SDSS，分别针对南部和北部天空。我们专注于我们的基准观测星系集群角功率谱，并发现，包括这样的低红移信息的可能性产生重大改进的宇宙学参数的测定。利用这种方法，在对星系偏差演化有了很好的了解的情况下，我们能够对暗能量参数进行严格的限制，即w_0 =-0.9+/-0.041和w_a=-0.24+/-0.13，并具有Ia型超新星和CMB先验（在这种情况下有单参数偏倚）;这对应于品质因数（FoM）> 600，这比通过仅使用交叉识别的源获得的结果好两倍，并且比完全没有任何红移信息的情况好四倍以上。
2012-09-12 astro-ph.CO astro-ph.IM
A Population of Fast Radio Bursts at Cosmological Distances
瞬变天体物理源的探测经常揭示出一些意想不到的天体，这些天体是有用的物理实验室。在最近的一次对射电星和快速瞬变的调查中，我们发现了4个毫秒持续时间的射电瞬变，所有这些都与银河平面成40°以上。爆发的性质表明它们是天体而不是地球起源的。宿主星系和星系际介质模型表明，它们的宇宙学红移为0.5到1，距离可达3千兆秒差距。没有时间一致的X射线或伽马射线签名被确定与爆发。源人口的特性和主机星系的识别提供了一个机会，以确定重子的宇宙内容。
2013-07-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
Extracting host galaxy dispersion measure and constraining cosmological parameters using fast radio burst data
快速射电暴（FRB）的过度色散测量（DM）和高银河纬度暗示了这些神秘瞬变的宇宙学起源。利用测量的DM和红移$_{\rm HG}$来研究宇宙学的方法已经被提出，但是为了应用这些方法，需要假设宿主星系（DM $_{\rm HG}$）有一定量的DM贡献。我们引入了一个斜率参数$β(z) \equiv d \ln \left< {\rm DM}_{\rm E} \right> / d \ln z$（其中DM $_{\rm E}$是观测到的DM减去银河系的贡献），它可以直接测量时，FRB的样本$z$测量。我们发现，$\left< {\rm DM_{HG}}\right>$可以大致推断出从$β$和平均值，$\overline{\rm \left<DM_{\rm E}\right>}$和$\bar z$，样品。通过Monte Carlo模拟，我们表明，本地宿主星系DM，$\left<\rm{DM_{HG,loc}}\right>$的平均值，以及其他宇宙学参数（质量密度$Ω_m$的$Λ$ CDM模型，和IGM部分的重子能量密度$Ω_b f_{\rm IGM}$）可以独立测量通过MCMC拟合的数据。
2016-10-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining gravity with synergies between radio and optical cosmological surveys
在这项工作中，我们提出了最新的预测参数化的修改重力，可以捕获偏差的宇宙学密度扰动的行为超出$Λ$ CDM。对于这些预测，我们采用SKA天文台（SKAO）作为未来宇宙学调查在射频的基准，结合连续调查弱透镜和角星系聚类与HI星系调查光谱星系聚类，可以检测到重子声学振荡和红移空间扭曲。此外，我们还增加了21厘米HI强度映射，它提供了宝贵的信息，在较高的红移，并可以补充层析成像的分辨率，从而使我们能够探测红移相关的偏差修改后的重力模型。对于其中的一些情况，我们将探测器与其他光学调查相结合，例如暗能量光谱仪（DESI）和Vera C。鲁宾天文台（VRO）。我们表明，这种协同作用是强大的工具，以消除系统的影响和退化的非线性和小规模的可观测量建模。总的来说，我们发现，所有SKAO无线电探头的组合将有能力约束的现值的功能参数化偏离$Λ$ CDM（$μ$和$Σ$）的精确度分别为$2.7\%$和$1.8\%$，竞争力与预期的约束从光学调查和约束，我们有引力相互作用的标准模型。探索的无线电-光学的协同作用，我们发现，VRO与SKAO的组合可以产生非常严格的约束$μ$和$Σ$（$0.9\%$和$0.7\%$分别），这是进一步改善时，强度映射和DESI星系之间的交叉相关。
2022-10-11 astro-ph.CO gr-qc
Absolving the SSINS of Precision Interferometric Radio Data: A New Technique for Mitigating Faint Radio Frequency Interference
我们介绍了一种新的管道，用于分析和减轻射频干扰（RFI），我们称之为天空-水下非相干噪声谱（SSINS）。SSINS的设计目的是通过对时间差分信号的基线平均幅度采用频率匹配检测算法来识别和去除单基线热噪声以下的微弱RFI。我们展示了SSINS使用Murchison宽场阵列（MWA）在西澳大利亚州的能力。我们成功地通过使用SSINS检测到的数字电视（DTV）反射图像飞机飞过阵列，并总结了MWA时代的再电离数据的RFI占用调查。我们描述了如何使用SSINS与新数据使用文档，公开提供的实现与全面的使用教程。
2019-10-09 astro-ph.CO astro-ph.IM
Estimating Cosmological Parameters from Localized Fast Radio Bursts: A Method for Removing Milky Way Dispersion-Measure Contributions
Hunan Normal University（湖南师范大学）；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）
提出利用同一天区定位FRB的DM差异消除银河系贡献，无需依赖银河系电子密度模型或先验假设，通过模拟验证并应用于实际数据获得约束。
2026-06-29 astro-ph.CO gr-qc
High-resolution images of five radio quasars at early cosmological epochs
内容：到目前为止，只有7个z>4.5的类星体的高分辨率射电结构被VLBI成像详细研究。目的：我们几乎将VLBI成像的类星体数量增加了一倍，目的是在更大的样本中研究它们与红移相关的结构和物理性质。研究方法：2008年10月29日和22日，我们分别利用欧洲VLBI观测网（EVN）在1.6GHz和5GHz频段观测到了5个射电类星体（J 0813 +3508，J1146+4037，J1242+5422，J1611+0844和J1659+2101），观测频率分别为4.5<z<5。获得的角分辨率范围从1.5到25毫角秒（mas），这取决于观测频率、在天空中的位置角和源的天体位置。结果：这些源在质量尺度上都有一定程度的扩展，但在两个频率上都足够紧凑。除了一个平谱源（J1611+0844），它们的紧凑发射的特点是陡峭的无线电频谱。我们在样本中的类星体中没有发现多普勒增强无线电发射的证据。其中一个（J 0813 +3508）的射电结构扩展到~7”，对应于43 kpc投影线性大小。许多红移最高的致密射电源很可能是年轻的，不断发展的物体，是强大的千兆赫峰值频谱（GPS）和致密陡谱（CSS）源的远亲，这些源以较低的红移分布在宇宙中。
2010-09-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Effect of Redshift Distributions of Fast Radio Bursts on Cosmological Constraints
快速射电暴（FRB）是天文学和宇宙学研究的一个重要领域。然而，迄今为止，要确定FRB的红移并不容易。因此，目前还没有足够的具有确定红移的实际FRB可用于宇宙学研究。在过去的几年里，人们不得不使用模拟的FRB与“已知”的红移。为了模拟FRB，应该从给定的红移分布中随机分配一个红移给它。但FRB的实际红移分布至今仍不清楚。因此，在文献中假设了许多红移分布。在目前的工作中，我们研究了不同的红移分布对宇宙学约束的影响，而它们是平等对待的。我们发现，不同的红移分布导致不同的宇宙学约束能力从模拟的FRB。这一结果强调了寻找FRB实际红移分布的重要性，并提醒我们FRB模拟中可能存在的红移分布偏差。
2021-05-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Large-scale diffuse radio emission from clusters of galaxies and the importance of low frequency radio observations
星系团中非热成分的存在现在已经清楚地确定了。研究了几个星系团的团内介质（ICM）的射电散射辐射，其表现形式为射电晕和遗迹。这些辐射是来自与热气体混合的相对论电子群的同步辐射，并通过微高斯湍流磁场扩散。射电晕无疑是星团非热活动的最有趣的证据，了解其起源是ICM物理学最有趣的问题之一。我回顾了在过去几年中获得的观测和理论结果，并讨论了影响目前（如GMRT）和未来的低频射电望远镜（LOFAR，LWA）在我们的理解非热现象的星系团。
2009-02-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmological parameter estimation for dynamical dark energy models with future fast radio burst observations
快速射电暴（FRB）是一种以射频发射明亮脉冲的神秘天体物理现象，预计在未来将被频繁探测到。FRB的色散度量与宇宙学参数有关，因此，如果能够大量积累FRB的数据，FRB有可能成为一种新的宇宙学探测器。在这项工作中，我们研究了未来FRB数据的能力，以改善宇宙学参数估计的两个动力学暗能量模型。我们发现，模拟的FRB数据可以打破现有的宇宙微波背景（CMB）数据中固有的参数简并。因此，与单独使用CMB或FRB的数据相比，CMB和FRB数据的组合可以显着改善对哈勃常数和暗能量参数的约束。如果将来能探测到10，000个已知红移的FRB事件，它们将比重子声学振荡（BAO）数据更好地打破CMB数据中固有的参数简并。我们还发现，FRB和引力波（GW）标准警报数据的组合提供了一个独立的低红移探针，以验证从CMB和BAO数据的结果。对于CMB、GW和FRB的数据组合，发现CMB和GW数据对约束的贡献主要来自于CMB和GW数据，但FRB数据的加入仍能明显改善对重子密度的约束。
2020-11-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Superconducting cosmic strings as sources of cosmological fast radio bursts
本文计算了三种结构的超导宇宙弦的射电爆发信号。在考虑了散射和相对论效应等观测因素的基础上，利用超导弦的理论参数$Gμ$和$\mathcal{I}$，导出了射电暴的事件率与红移的关系。我们的分析表明，尖点和扭结可能有显着的贡献的事件率，在大多数情况下尖点将占主导地位的贡献，而扭结扭结碰撞往往有次要影响。通过用快速射电暴的归一化数据拟合理论预言，我们首次对超导弦的参数空间进行了约束，并报道了$Gμ\sim [10^{-14}, 10^{-12}]$和$\mathcal{I} \sim [10^{-1}, 10^{2}] ~ \rm{GeV}$的参数空间与观测值的拟合情况，尽管由于观测数据的缺乏，统计意义不大。此外，我们得到了两种类型的最佳拟合，一个是由尖点与红移$z = 1.3$为主，和其他主导的扭结的范围内的最大事件率。
2017-11-03 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Cosmological constraints from Type I radio-loud quasars
本研究利用1192个I型射电噪类星体和407个平谱射电噪类星体样本，通过X射线、紫外-光学和射电光度相关性测量光度距离，并结合Ia型超新星Pantheon样本验证暗能量性质，为宇宙学约束提供了新方法。
2023-10-14 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The role of the galaxy stellar mass function in determining the cosmological distribution of astrophysical transients with applications to fast radio bursts and merging binary black holes
Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）；The Open University of Israel（以色列开放大学）
通过引入星系恒星质量函数及其红移演化，修正了快速射电暴和并合双黑洞等暂现源的宇宙学分布模型，发现快速射电暴的单位恒星质量形成效率需提高约3倍，并指出忽略宿主星系信息会导致有偏结果。
2026-06-01 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
