Weak Lensing Mass Reconstruction: Flexion vs Shear
弱引力透镜已被证明是直接绘制宇宙中暗物质分布的有力工具。目前使用的这项技术依赖于对引力切变的精确测量，而引力切变对应于背景星系图像的一阶失真。最近，一种新的技术已经被引入，它依赖于对重力弯曲的精确测量，而重力弯曲对应于背景星系图像的二阶失真。该技术应在比剪切分析更小的尺度上探测结构。本文的目的是比较剪切和弯曲的能力，重建的暗物质分布考虑到分散在剪切和弯曲测量。我们的研究结果表明，弯曲是不太敏感的比剪切构造的收敛映射的尺度上，是物理上可行的映射，这意味着弯曲单独不被用来做收敛映射重建，即使在小尺度。
2010-09-03 astro-ph.CO
The impact of higher-order distortions on the precise measurement of weak gravitational lensing shear and flexion
本文通过多个透镜模型分析高阶畸变对弱引力透镜剪切与弯曲测量的影响，发现忽略它们会产生数个百分点系统误差，而联合测量可将多数情况下误差降至1%以下。
2025-09-30 astro-ph.CO
Measuring Gravitational Lensing Flexions in Abell 1689 Using an Analytic Image Model
测量星系团晕中暗物质的亚结构是对Lambda CDM结构形成模型的一个基本探索。引力透镜是一种测量总质量分布的技术，它与引力物质的性质无关，使其成为研究这些以暗物质为主的物体的重要工具。我们提出了一种新的方法来测量弱引力透镜弯曲，透镜剪切场的梯度，测量小角度尺度上的质量分布。虽然以前公布的测量弯曲的方法专注于测量透镜图像的衍生属性，如shapelet系数或表面亮度矩，但我们的方法将质量片变换不变的分析图像模型（AIM）拟合到每个星系图像。这个简单的参数模型跟踪透镜图像等照度线的失真并约束屈曲场。我们测试的AIM方法使用模拟数据图像与现实的噪声和各种unlensed图像属性，并表明它成功地再现了输入屈曲领域。我们还将AIM方法应用于Abell 1689的哈勃空间望远镜观测，并利用AIM方法测量的弯曲度探测了星团中的质量结构。
2012-05-16 astro-ph.CO
Shear-flexion cross-talk in weak-lensing measurements
由引力潮汐场的导数引起的引力弯曲对于分析引力透镜体中的暗物质分布，如星系团或星系的暗物质晕具有潜在的重要意义。介子的估计依赖于对自旋为1和自旋为3对称的星系形状畸变的测量。在本文中，我们表明，以及如何这样的扭曲通常不仅是由屈曲本身，而且还由耦合项的形式（剪切$\times$屈曲），这是迄今为止被忽略。相似的耦合项发生在星系内禀椭圆率和弯曲之间。我们表明，通过数值试验，忽略这些条款可以引入偏差高达85%的$F$屈曲和150%的$G$屈曲星系的固有椭圆色散$σ_ε=0.3$。一般来说，这种偏差取决于透镜场的强度，椭圆色散和透镜星系的浓度。我们推导出一组新的方程，所测得的自旋-1和自旋-3扭曲的透镜场的剪切，弯曲，剪切和弯曲的产品，和星系样本的形态学特性的第一顺序。我们表明，这种新的描述是准确的偏差$\leq 7%$（自旋-1失真）和$\leq 3%$（自旋-3失真），甚至接近点的屈曲方法，由于合并多个图像故障。我们提出了一个解释，为什么自旋-3信号还不能测量和评论的困难，使用模型拟合的方法来测量屈曲信号。
2011-09-22 astro-ph.CO
Shape, shear and flexion II - Quantifying the flexion formalism for extended sources with the ray-bundle method
基于牛顿的弱引力透镜分析被证明是传统的基于剪切的技术的有用的辅助。由于屈曲产生于图像上的梯度，因此需要分析和数值技术来研究扩展图像/源对的屈曲预测。利用Schwarzschild透镜模型，我们证明了用于引力透镜的射线束方法可以用于精确地恢复第二屈曲，并且与零第一屈曲的恢复是一致的。利用透镜面-源面光束传输，我们发现当光束半径小于Δθ = 0.01 θ_E，透镜面碰撞参数大于θ_E + Δθ时（θ_E为爱因斯坦角半径），二次弯曲可以恢复，误差不超过1%。使用源平面透镜平面束传播，我们证明了存在一个首选的屈曲区。对于比该区域的内边界更靠近晶状体的半径处的图像，指示真正的强透镜机制，应谨慎使用屈曲形式（对于扩展图像/源对，误差大于5%）。我们还定义了一个剪切带的边界，超过该边界的图像形状基本上是无法区分的椭圆（1%的误差椭圆）。虽然表明传统的弱透镜分析在该边界之外是令人满意的，但仍然存在潜在可检测的非零屈曲信号。
2011-01-23 astro-ph.CO
Improving lensing cluster mass estimate with flexion
引力透镜一直被认为是确定星系团总质量的有价值的工具。从背景星系的椭圆率统计推断的剪切剖面允许探测星系团的中间和外部区域，从而确定维里质量估计。然而，质量片退化和需要大量的背景星系激励寻找替代示踪剂，可以打破模型参数之间的退化，从而提高质量估计的准确性。透镜弯曲，即透镜势的三阶导数，已经被认为是对上述探索的一个很好的回答，因为它探测了质量分布的细节。我们在这里调查是否确实是这种情况下，考虑共同使用弱透镜，放大和屈曲。我们使用Fisher矩阵分析来预测在剪切和屈曲信号噪声（S/N）比上的不同假设的质量精度的相对改善，也改变了集群质量，红移和椭圆率。结果表明，对于屈曲S/N比的合理值，簇质量的误差可以减小到2倍。作为一般的结果，我们得到的质量精度的改善是更扁平的晕较大，但提取一般的趋势是一个困难的，因为许多参数在发挥作用。然而，我们发现，弯曲是一样有效的放大，以提高质量和浓度测定的准确性。
2016-07-20 astro-ph.CO
High Resolution Weak Lensing Mass-Mapping Combining Shear and Flexion
我们提出了一种新的质量映射算法，专门设计用于从重力剪切和弯曲的组合中恢复小尺度信息。包括屈曲允许我们在小尺度上补充剪切，以增加子结构的灵敏度和收敛图的整体分辨率，而不依赖于强透镜约束。为了保留所有可用的小尺度信息，我们避免任何不规则采样的输入剪切和屈曲场的分箱，并将质量映射问题视为一般不适定的逆问题，使用鲁棒的多尺度小波稀疏先验进行正则化。由此产生的算法采用了红移，减少剪切，并减少个别星系的弯曲测量，并通过使用快速傅立叶估计是非常有效的。我们测试我们的重建方法上的一组现实的弱透镜模拟对应于典型的HST/ACS集群观测，并证明了我们的能力，恢复子结构，包括屈曲丢失，如果只使用剪切信息。特别是，我们可以检测到的子结构在15 $^{\prime \prime}$规模以及以外的关键区域的集群。此外，弯曲也有助于约束主要暗物质晕中心区域的形状。我们的质量映射软件，称为Glimpse 2D，可以在http://www.cosmostat.org/software/glimpse上免费获得。
2016-03-04 astro-ph.CO
Cosmic flexion
宇宙弯曲和宇宙剪切一样，是一种关联函数，其信号来源于宇宙的大尺度结构。基于对宇宙剪切的观测成功，以及前所未有的大规模宇宙学数据集的质量，探索宇宙弯曲的实际限制的时机已经成熟。与具有宽功率窗口函数的宇宙剪切不同，宇宙弯曲只能在小尺度上测量，因此可以独特地对小尺度物质功率谱施加约束。在这里，我们提出了一个完整的理论形式主义的宇宙屈曲，包括屈曲屈曲和剪切屈曲两点相关性。我们目前的预测测量宇宙弯曲的暗能量调查（DES），第三阶段的宇宙调查，并评论未来的前景，测量这些宇宙弯曲信号在即将到来的时代阶段IV实验。
2022-06-30 astro-ph.CO
Constraining primordial non-Gaussianity with cosmological weak lensing: shear and flexion
我们研究宇宙学的约束力的未来大规模弱透镜调查模型的\emph{Euclid}，特别是原始的非高斯。我们的分析认为，几个不同的估计投影物质的功率谱，剪切和弯曲的基础上，我们审查的协方差和Fisher矩阵。由宇宙切变单独为局部双谱形状提供的边界，在$σ_8$上被边缘化，处于$Δf_\mathrm{NL} \sim 100$的水平。我们考虑三个额外的双谱形状，宇宙剪切约束范围从$Δf_\mathrm{NL}\sim 340$（等边形状）到$Δf_\mathrm{NL}\sim 500$（正交形状）。宇宙弯曲约束对宇宙剪切约束的竞争力取决于星系固有的弯曲噪声，这仍然是几乎不受约束。采用文献中偶尔使用的非常高的值，导致屈曲贡献相对于剪切贡献基本上可以忽略不计，并且对于实际配置，前者不会显著改善后者的约束能力。由于屈曲噪声随尺度减小而减小，因此通过将分析扩展至$\ell_\mathrm{max} = 20,000$宇宙屈曲，同时仍为次优势，可在添加时通过$\sim 10%$改善剪切约束。然而，在如此小的尺度上，物质的高度非线性聚集和重子物理的影响使得任何误差估计都不确定。通过考虑较低的、可能更现实的屈曲固有形状噪声值，导致屈曲约束功率是$\sim 2$的因子，优于剪切的因子，并且$σ_8$和$f_\mathrm{NL}$的界限在它们组合时被提高了$\sim 3$的因子。（节略）
2012-09-18 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
On the validity of the Born approximation for weak cosmic flexions
弱透镜计算通常是在玻恩近似的假设下进行的，其中光线路径近似为一条直线。此外，透镜-透镜耦合，其中有几个偏转沿光线往往被忽略。我们研究的影响，下降的玻恩近似，并考虑透镜透镜耦合，弱透镜效应到第二阶（宇宙弯曲），通过在光路中的微扰expansion. We提出了一个图形表示的透镜效应的修正。测量密度场导数的弯曲信号获得与平方重力剪切成比例的校正项;我们还发现，通过放弃玻恩近似，除了四个标准弯曲分量之外，还可以激发透镜畸变的两个自由度（扭曲分量）。我们推导出角功率谱的弯曲和扭曲，有和没有玻恩近似和透镜透镜耦合，并确认玻恩近似是一个很好的近似弱宇宙弯曲，除了在非常小的尺度。
2011-01-25 astro-ph.CO
Flexion measurement in simulations of Hubble Space Telescope data
我们提出了一个模拟分析弱引力透镜弯曲和剪切测量使用shapelet分解，并确定弯曲和剪切测量噪声之间的差异，在深调查数据。从哈勃太空望远镜超深场（HUDF）的星系模型和应用校正的HUDF点扩散函数，我们产生透镜模拟深，光学成像数据从哈勃的高级相机的调查（ACS），与现实的星系形态。我们发现，弯曲和剪切估计在我们的测量管道不同：而固有的星系形状通常是剪切估计噪声的主要贡献，由于有限的光子计数和探测器读取噪声的像素噪声是弯曲估计的不确定性的主要贡献者，在广泛的星系信噪比。这种像素噪声也增加得更快，星系信噪比降低比剪切估计发现。我们提供了简单的幂律拟合函数的这种行为，弯曲和剪切，允许的效果，以适当占在未来的预测弯曲测量。使用模拟，我们还量化了我们的shapelet弯曲和剪切测量管道的系统偏差，用于深哈勃数据集，如来自形态学和SED的星系演化，空间望远镜A901/902星系演化调查或宇宙演化调查。测量偏差被认为是显着的，但与以前的研究一致。
2013-08-14 astro-ph.CO
Reducing distance errors for standard candles and standard sirens with weak-lensing shear and flexion maps
引力透镜会导致测量到高红移标准烛光和标准塞壬（如Ia型超新星、伽马射线暴和合并超大质量黑洞双星）的距离出现重大误差。因此，通过使用透镜放大倍率的独立且准确的估计来校正透镜误差将具有显著的益处。我们调查如何准确的放大率可以推断从星系剪切和弯曲数据重建的收敛图。我们采用射线追踪通过千禧年模拟在大的领域，模拟透镜观测，并执行弱透镜重建这些领域。我们确定最佳的方法来过滤重建的收敛图，并将它们转换为放大图。我们发现，对于红移z=1.5（z=5）的标准烛光/塞壬，每角分100个星系的切变巡天^[2]可以帮助减少平均20%（10%）的透镜引起的距离误差，而对于每角分500个星系的切变和弯曲估计的未来巡天^[2]，则可以减少50%（35%）。对于红移z>=3的星系，如果在重建中使用星系的单个红移，可以实现5%的进一步改善。此外，重建允许一个识别的收敛性低的区域，并在其中可以实现高达75%的误差减少。
2010-10-31 astro-ph.CO
Intrinsic and extrinsic gravitational flexions
本文的主题是一个概括的线性模型的星系的内在排列的内在弯曲：在这个模型中，三阶矩的亮度分布反映扭曲的椭圆星系所造成的三阶导数的引力势，或等价地，梯度的潮汐引力场。与此扩展的线性模型之间的亮度分布和潮汐引力场和量化的形状的星系在第三阶的HOLICs形式主义，我们能够计算角谱的内禀弯曲和交叉光谱与弱透镜弯曲。内禀弯曲的光谱通常比透镜弯曲小一个数量级，就像内禀椭圆率与弱剪切相比一样。我们发现，内在和外在的引力弯曲之间的负交叉相关，也补充了类似的内在和外在的椭圆度之间的相关性。讨论的物理细节的对齐模型，提供内在的弯曲和它们的缩放特性后，我们量化的内在和外在的弯曲的可观测性和估计与费舍尔形式主义如何以及对齐参数可以确定从一个欧几里德弱透镜调查。固有屈曲非常难以测量，并且仅在高度乐观的参数选择和噪声水平下产生可感知的信号，而对于更现实的屈曲测量误差基本上是不可检测的。
2022-03-09 astro-ph.CO
Weak lensing of strong lensing: beyond the tidal regime
本研究针对强引力透镜分析中忽略视线挠曲效应的问题，构建了含4个复参数的视线挠曲最小模型，预测其星系尺度量级为10^-3角秒^-1，发现忽略它会使视线剪切偏差达2σ，纳入后可恢复准确性但精度下降，目前需作为冗余参数处理。
2024-07-15 astro-ph.CO
Measuring Dark Matter Substructure with Galaxy-Galaxy Flexion Statistics
在星系和星系团尺度上测量暗物质晕的亚结构性质具有重要意义。在这里，我们提出了一种方法来约束子结构的性质，在星系星系透镜的背景下使用弱引力弯曲的方差。我们展示了弯曲方差在测量暗物质晕N体模拟中的子结构的有效性，并给出了预期的星系-星系透镜信号。我们表明，该方法的整体星系晕质量的不敏感性，并预测该方法的信号噪声的天基全天空调查，表明存在的子结构下降到10^9 M_ \odot晕可以可靠地检测。
2009-09-28 astro-ph.CO
A New Estimate of Galaxy Mass-to-Light Ratios from Flexion Lensing Statistics
我们执行的前两个哈勃前沿场集群的弯曲为基础的弱引力分析：阿贝尔2744和MACS 0416。详细描述了一种使用投影屈曲信号作为集群成员质量探针的参数化方法。使用所测量的屈曲信号来确定每个聚类中的$L-θ_E$（作为$L-σ$的代理）缩放关系的归一化和斜率。一个平行的现场分析同时进行，以提供一个基线措施的方法的有效性。我们发现一个协议的费伯-杰克逊斜率$\ell$与星系年龄和形态的两个集群，以及理论上的区别，集群归一化质量。
2022-07-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Delensing Gravitational Wave Standard Sirens with Shear and Flexion Maps
超大质量黑洞双星系统（SMBHB）是标准的警报器-标准蜡烛的引力波类似物-如果被引力波探测器发现，它们可以用作精确的距离指示器。不幸的是，引力透镜会随机放大SMBHB信号，严重降低任何距离测量。使用SMBHB视线的弱透镜映射，我们可以估计其放大率，从而消除其距离的一些不确定性，我们称之为“去透镜”。“我们发现，当星系剪切与弯曲测量相结合时，去透镜化得到了显着改善，这减少了重建放大图中的小尺度噪声。在高斯近似下，我们估计，对于z=2的SMBHB，用极大望远镜（ELT）的2D马赛克图像去透镜可以减少大约30-40%的距离误差。包括一个额外的宽剪切图从空间测量望远镜可以减少50%的距离误差。这样的改进将使SMBHB作为宇宙学距离探测器或作为对现有探测器的完全独立检查更具价值。
2009-07-21 astro-ph.CO
Higher Order Statistics for Three-dimensional Shear and Flexion
我们介绍了一个收集的统计适合于研究定义在三维空间中的旋量，侧重于应用宇宙学弱引力透镜的研究在3D。特别是，我们专注于功率谱与三点和四点统计，这具有压缩成一个方便的数据集的大量典型的非常嘈杂的模式的优势。\cite{MuHe09}先前已经表明，对于微波背景中的非高斯性研究，这种压缩对于某些目的可以是无损的，因此我们期望我们在这里定义的统计量能够捕获这些高阶统计量中可用的大部分宇宙学信息。我们考虑的天空掩模和噪声的影响，并使用林伯的近似显示如何，高频角模式，对抗的统计与理论可以有效地和准确地实现。我们主要研究了标量场和旋量场的三维弱透镜的收敛、剪切和弯曲，但许多结果也适用于一般的旋量场。
2010-12-16 astro-ph.CO
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
Estimate of dark halo ellipticity by lensing flexion
目标。众所周知，从结构形成模型中预测出的暗物质晕的椭圆率很难用观测来检验。直接测量将对星系的形成及其对晕中暗物质分布的影响产生重要的限制。在这里，我们表明，星系星系弯曲提供了一个直接的和潜在的强大的方法来确定椭圆透镜（合奏）的椭圆率。方法.我们将自旋1屈曲分解为径向和切向分量。使用切线与径向弯曲的比率，这是独立的径向质量分布，质量椭圆度可以估计。结果的质量分布的椭圆率的估计，推导和模拟测试。我们表明，估计是略有偏置。我们量化这种偏差，并提供了一种方法来减少它。此外，参数拟合的弯曲比和方向提供了另一种估计的黑暗晕椭圆，这是更准确的个别镜头总体而言，星系星系弯曲出现作为一个强大的工具，用于约束质量分布的椭圆。
2010-09-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
Weak gravitational flexion in various spacetimes: Exotic lenses and modified gravity
像埃利斯虫洞这样的奇异物体被认为是引力透镜。就像它们的非奇异对应物一样，关于这些透镜的信息可以通过考虑它们引起的强透镜场和弱透镜场来找到。在这项工作中，我们考虑如何弱引力透镜弯曲可以提供信息以外的剪切。我们发现，方向屈曲可以区分的情况下，一个积极的或消极的收敛方向剪切不能，因此可以提供一个独特的透镜签名的对象与埃利斯虫洞型度量。我们还考虑宇宙弯曲，弯曲关联函数，其信号来源于宇宙的大尺度结构，在修改后的重力的背景下。我们发现弯曲是一个独特的探针参数模型的修改重力，特别是在尺度依赖的现象学后广义相对论功能的情况下。
2022-09-09 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational Flexion by Elliptical Dark Matter Haloes
我们提出了椭圆形透镜质量分布预期的引力透镜弯曲方程。这些可以减少到一维的有限积分，从而节省了大量的计算时间比一个完整的二维计算。我们估计限制星系晕椭圆度的一系列潜在的未来调查，发现从两种不同类型的屈曲的约束是可比的，是两个数量级更严格的比那些从剪切。因此，在未来的调查中，星系晕的形状似乎是一个非常有前途的潜在工具。
2009-03-23 astro-ph.CO
Analytical shear and flexion of Einasto dark matter haloes
N体模拟预测，暗物质晕在星系和星系团尺度上都可以用特定的密度分布来描述。弱引力透镜通过测量它们的一阶和二阶性质，剪切和弯曲，是一个强大的观测工具，调查这些剖面的真实形状。最近，在描述暗物质晕时，三参数密度分布图中的一个是Einasto分布图。我们提出的剪切和Einasto暗物质晕的第一和第二弯曲的精确表达式，使用梅林变换形式主义的福克斯H和梅杰G功能，这是有效的Einasto指数的一般值。由此产生的表达式可以写成级数展开，使我们能够研究这些量的渐近行为。此外，我们比较了剪切和弯曲的Einasto配置文件与不同的质量配置文件，包括奇异等温球，Navarro-Frenk-White配置文件，和Sérsic配置文件。我们调查的浓度和指数依赖性的Einasto配置文件，发现剪切和第二屈曲可以用来确定晕浓度，而Einasto指数的剪切和第一和第二屈曲可以采用。我们还提供了弱透镜性质和其他透镜量的简化表达式的广义超几何函数。
2012-08-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Estimation of halo ellipticity using spin-3 flexion
在星系或星系团尺度上估计暗物质晕的椭圆率可以对星系或星系团的形成以及暗物质的性质提供重要的限制。我们在本文中表明，自旋3引力弯曲可以增加有用的信息的椭圆透镜晕。我们介绍了一个一般的形式主义分解成径向和切向分量的任意自旋场。切向和径向屈曲分量的比率直接估计晶状体椭圆度。我们指出，任何质心偏移将显着偏置我们的估计，这在另一方面可以用来确定镜头光晕的中心。
2012-09-14 astro-ph.CO
A new method to break the mass sheet degeneracy using aperture moments
由引力透镜剪切和高阶估计量弯曲确定的质量都受到质量片简并的影响。质量片简并是指使约化的切变和屈曲保持不变的变换。一般来说，这种转换可以近似通过增加一个恒定的表面质量密度片。我们提出了一种新的技术来打破质量片简并。该方法使用质量矩的剪切或屈曲领域的收敛信息，从数量计数，利用放大偏差。测量的质量矩之间的差异提供了附加常数的大小的估计值，即质量片。为了证明这一点，我们推导出的关系，在一般情况下适用于n阶矩，并显示如何可以有效地利用它们来打破简并。我们研究了这个简并参数的可探测性，发现这个简并参数可以从堆积星系-星系透镜数据和星系团透镜数据中可行地确定。此外，我们比较了SIS和NFW模型的收敛信息的信噪比。我们发现，剪切和弯曲的组合在星系和星系团尺度上表现最好，因此收敛信息可以用来打破质量片简并质量重建中没有损失。总之，在剪切、屈曲、会聚及其高阶矩的组合中存在功率。随着即将到来的和未来的卫星任务- EUCLID和WFIRST -预期的大量透镜数据，这种技术将是可行的。
2016-04-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Estimate of halo ellipticity as a function of radius with flexions
冷暗物质理论预言了三轴暗物质晕。晕椭圆率的径向分布取决于重子过程和暗物质粒子的性质（无碰撞或碰撞）。在这里，我们表明，我们可以使用透镜弯曲比来测量作为半径的函数的晕椭圆率。我们引入了一个权重函数，并研究了屈曲比的一阶和二阶统计量之间的关系，这两者都可以用来减少椭圆度估计的偏差。我们对我们的方法进行了数值试验，证明了它可以减少偏差，并确定晕的椭圆率作为半径的函数。我们还指出，最小平均弯曲比可以用来追踪星系团的中心。
2011-07-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Can CMB Lensing Help Cosmic Shear Surveys?
是的，我会的即将到来的星系切变巡天有可能大大提高我们对暗能量和中微子质量的理解，如果透镜系统可以得到充分的控制。弱透镜剪切、星系红移巡天的星系数计数和CMB透镜会聚之间的互相关可以用来校准透镜巡天中最具挑战性的系统学之一的剪切乘性偏差。这些互相关可以显着降低乘性偏差的不确定性的有害影响。
2013-11-11 astro-ph.CO
Host group degeneracy in gravitational lensing time delay determination of $H_0$
本研究揭示引力透镜时间延迟测量$H_0$中宿主群建模的简并性，指出挠率项可导致后验多峰及$H_0$偏差超10%，并提出改进MCMC算法或利用X射线数据解决该问题。
2023-09-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmic microwave background lensing with optimal convergence and shear estimators
本文给出了从宇宙微波背景温度场进行透镜重建的最优收敛和剪切估计。这概括了偏转估计器，对非透镜模式敏感，提供内部一致性检查，并且总是至少是最佳的。以前，这些估计只知道在压缩极限。本文将收敛场和剪切场分解为余弦波和正弦波，然后将透镜化的关联函数在波幅上进行泰勒展开。最大化似然函数给出了收敛场和剪切场的最优估计。这种方法有可能改善宇宙微波背景极化场的透镜重建：剪切和收敛可以最佳地结合起来，形成一个偏转估计，或单独使用，以分离非透镜模式，或利用非高斯二次前景的透镜。
2020-11-16 astro-ph.CO
Testing the Cosmic Shear Spatially-Flat Universe Approximation with Generalized Lensing and Shear Spectra
我们介绍了广义透镜和剪切谱GLaSS代码，可从https://github.com/astro-informatics/GLaSS下载。这是一个快速灵活的公共代码，用Python编写，计算广义球面宇宙剪切谱。常用的层析成像和球面贝塞尔透镜光谱作为内置运行模式选项。GLaSS被集成到Cosmosis模块化宇宙管道包中。我们概述了几个计算选择，加速宇宙剪切功率谱的计算。使用GLaSS，我们测试是否假设使用透镜和投影内核的空间平坦的宇宙-在宇宙中有少量的空间曲率-可以忽略不计的影响透镜光谱。我们把这个假设称为空间平坦宇宙近似，这在迄今为止的所有宇宙剪切研究中都被隐含地假设了。我们确认，空间平坦宇宙近似对第四阶段宇宙剪切实验的影响可以忽略不计。
2018-07-30 astro-ph.CO
Probabilistic Cosmological Mass Mapping from Weak Lensing Shear
我们从星系椭圆率星表中推导出在透镜势空间过程之前的引力透镜剪切场和会聚场。我们证明了我们的算法的性能与模拟高斯分布的宇宙透镜剪切图和重建的质量分布的合并星系团阿贝尔781使用星系椭圆测量深透镜调查。鉴于临时后验样本的透镜剪切或收敛领域的天空中，我们描述了一个算法来推断宇宙学参数通过透镜场边缘化。在我们的算法的最一般的配方，我们不做假设弱剪切或高斯分布的形状噪声或剪切。因为我们需要的解决方案和矩阵行列式的线性系统的尺寸，规模与星系的数量，我们希望我们的算法需要并行的高性能计算资源的应用正在进行的广域透镜调查。
2016-10-21 astro-ph.CO
Lensing Bias in Cosmic Shear
只有足够明亮和足够大的星系才能被明确地识别和测量，并被纳入用于估计宇宙切变的星系巡天。我们证明，因为引力透镜可以散射星系的亮度和大小阈值，宇宙剪切实验遭受透镜偏差。我们计算了对剪切功率谱的影响，并表明-除非校正-它将导致分析师在DETF第三阶段实验（如暗能量调查）中在2-3σ水平上有偏差的宇宙学参数估计。
2009-08-05 astro-ph.CO
Weak Lensing Mass Calibration with Shear and Magnification
我们研究如何联合剪切和放大测量提高弱透镜质量校准实验的统计精度，相对于标准的剪切分析。对于我们的放大测量，我们不仅考虑了透镜效应对星系源密度的影响，而且考虑了源尺寸的明显增加。所有三个透镜探针的组合-密度，大小和剪切-可以提高质量估计的统计精度高达40% -50%。这一数字对调查假设不敏感，但它取决于对控制放大率测量的参数的了解程度，也取决于表征源人口对放大率的反应的参数q的值。此外，放大和剪切的组合允许在百分之几的水平上对残余系统学（例如点扩散函数校正）进行强大的交叉检查。
2010-09-29 astro-ph.CO
Weak lensing power spectra for precision cosmology: Multiple-deflection, reduced shear and lensing bias corrections
通常认为，在弱透镜观测中测得的椭率功率谱可以表示为对下伏物质功率谱的积分。这在二阶引力势中是正确的。我们扩展了标准的计算，构造了引力势的四阶修正。有四种类型的修正：由于多重偏转引起的透镜剪切修正;由于形状畸变探测约化剪切$γ/(1-κ)$而不是剪切本身引起的修正;与约化剪切到平均椭圆率的非线性转换有关的修正;和修正，由于事实上，观测星系的选择和剪切测量是基于星系的亮度和大小，de）通过透镜放大。我们展示了如何先前考虑的剪切功率谱的修正对应于我们的分析中的条款，并突出显示以前没有确定的新条款。所有的校正项明确给出的积分的物质功率谱，双谱，和三谱，并在z=1的源的情况下进行数值计算。我们发现协议与以前的作品的${\mathcal O}(Φ^3)$条款。我们发现，对于雄心勃勃的未来调查，${\mathcal O}(Φ^4)$条款影响功率谱在~ 1-5 $σ$水平，因此，他们将需要考虑，但不太可能代表一个严重的困难，弱透镜作为宇宙学探测。
2010-08-17 astro-ph.CO
Gravitational lensing properties of isothermal universal halo profile
N体模拟预测，具有不同质量尺度的暗物质晕可以用一个通用的模型Navarro-Frenk-White（NFW）密度剖面来描述。由于重子冷却效应，晕将变得更加集中，并且类似于大范围半径（$\sim 300$ $h^{-1}$ kpc）的等温球。然而，奇异等温球模型必须在大半径处人为截断，因为它延伸到无穷远。我们模型的一个大规模的星系晕作为一个等温球和NFW密度分布的组合。我们给出了不同重子分数下质量浓度的近似值，并给出了这种晕的弱透镜剪切和弯曲的精确表达式。我们比较了奇异等温球和NFW配置文件的透镜特性。我们发现，组合轮廓可以在小半径处产生高阶透镜信号，并且在产生强透镜事件方面更有效。为了将这样的晕轮轮廓与SIS或NFW轮廓区分开，需要结合对小半径和大半径的强透镜约束和弱透镜约束。
2012-12-17 astro-ph.CO
Pixel Noise Effect and its Correction method by ERA Method for Precise Weak Gravitational Lensing Shear Measurement
在统计弱引力透镜分析中，如宇宙剪切测量，需要高精度的弱透镜剪切测量，以实现对宇宙学参数的严格约束。为此目的，应校正测量中的任何系统误差。像素噪声是大气通量的泊松噪声，是大气通量测量的主要系统误差之一。研究了ERA法剪切测量中像素噪声对系统误差的影响，并提出了相应的修正方法。对该方法进行了各种条件下的模拟验证，结果表明，该方法除了对极低信噪比的星系外，都能对$80 \sim 90\%$的系统误差进行校正。
2017-06-13 astro-ph.CO
Analytical weak-lensing shear response of galaxy model fitting
Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
本文提出五重数方法，用于分析银河模型拟合在弱透镜剪切扭曲下的响应，以提高弱透镜分析的准确性。
2026-10-02 astro-ph.CO
A New Method for PSF correction using the Ellipticity of Re-smeared Artificial Images in Weak Gravitational Lensing Shear Analysis
提出了一种新的点扩散函数修正方法，该方法利用与透镜像具有相同椭圆率的人工像对弱引力透镜剪切进行修正。这避免了与先前方法中使用的PSF校正中的近似相关联的系统误差。我们测试了新的方法与模拟对象具有高斯或Cersic轮廓涂抹高斯点扩散函数，并确认没有系统误差。
2014-03-28 astro-ph.CO
Shear Nulling after PSF Gaussianisation: moment-based weak lensing measurements with subpercent noise bias
目前用于宇宙学的光学成像调查覆盖了大面积的天空。为了利用弱透镜测量的这些调查的统计功率，需要具有百分之几系统误差的形状测量方法。我们介绍了一种新的弱透镜剪切测量算法，剪切归零后PSF高斯化（SNAPG），旨在避免影响大多数其他方法的噪声偏差。SNAPG对已经与使点扩散函数（PSF）呈现圆形高斯的内核卷积的图像进行操作，并使用源的加权二阶矩。这种二阶矩的剪切的预视星系图像的响应可以预测分析，使我们能够构建一个剪切归零计划，发现剪切参数，观察到的星系是一致的一个未剪切，各向同性取向的人口来源。这个零剪切的倒数就是引力透镜剪切的估计。我们确定的不确定性的估计中心的每个星系的噪声偏差的来源，并将质心协方差的近似估计到该计划。我们测试的方法在大量的模拟星系日益复杂的套件，并发现它是能够剪切测量乘法偏差低于0.5%。
2017-01-18 astro-ph.CO
Direct Shear Mapping - a new weak lensing tool
我们已经发展了一种新的技术，称为直接剪切映射（DSM）测量引力透镜剪切直接从一个单一的背景源的观测。该技术假设一个无透镜、稳定旋转的星系的速度图是旋转对称的。透镜效应扭曲了速度图，使其不对称。透镜效应的程度可以通过确定恢复轴对称所需的变换来推断。这种技术是在传统的弱透镜方法，需要平均的背景星系的椭圆测量合奏，以获得一个单一的剪切测量相反。我们已经测试了我们的拟合算法的有效性与一套系统的测试模拟数据。我们证明，我们在原则上能够测量剪切小至0.01。在实际中，我们拟合了极低红移（因此是非透镜的）速度图中的切变，得到了零结果，误差为$\pm 0.01$。这种高灵敏度来自于分析空间分辨光谱图像（即3D数据立方体），不仅包括形状信息（如在传统的弱透镜测量中），还包括速度信息。螺旋和旋转椭圆星系是这项新技术的理想目标。来自任何大型IFU或射电望远镜的数据都是合适的，或者实际上任何具有空间分辨光谱的仪器，如SAMI，ALMA，HETDEX和SKA。
2015-05-25 astro-ph.CO
Analytical Noise Bias Correction for Weak Lensing Shear Analysis with ERA
在统计弱引力透镜分析中，如宇宙剪切测量，需要高精度的弱透镜剪切测量，以实现对宇宙学参数的严格约束。为此，背景星系形状的精确测量是绝对重要的，测量中的任何系统误差都应仔细加以修正。其中一个主要的系统误差来自于光子噪声，即来自大气通量的泊松噪声（噪声偏差）。本文在前人提出的ERA方法的框架内，研究了光子噪声对剪切测量的系统误差的影响，并给出了一种实用的修正方法。对不同条件下的真实星系图像进行了仿真实验，结果表明，该方法能有效地校正$80 \sim 90\%$的噪声偏差，但对信噪比很低的星系除外。
2018-02-06 astro-ph.CO
Cosmology with shear ratios: a joint study of weak lensing and spectroscopic redshift datasets
本研究利用BOSS重叠数据在三大弱引力透镜巡天中测量切变比，通过贝叶斯方法降低测量偏差，验证了切变比可提升天体物理与宇宙学参数测定精度，是引力透镜系统误差交叉检验的有效工具。
2024-10-28 astro-ph.CO
Foreground-immune CMB lensing with shear-only reconstruction
来自当前和即将到来的宽场CMB实验（如AdvACT，SPT-3G和西蒙斯天文台）的CMB透镜在很大程度上依赖于温度（与偏振）。在这种情况下，对温度图的前景污染产生显著的透镜偏置，这不能通过多频率分量分离、掩蔽或偏置硬化来完全控制。在这封信中，我们分裂成一组新的最佳“多极”估计标准CMB透镜二次估计。在大尺度上，这些多极估计减少到已知的放大和剪切估计，和一个新的剪切B-模式估计。我们利用不同的对称性的透镜CMB和河外前景认为，剪切估计应该是大约免疫河外前景。我们建立了一个新的方法来计算单独和无噪声的初级，次级和三光谱偏差CMB透镜从前景模拟。使用这种方法，我们证明了剪切估计确实是不敏感的河外前景，即使当应用到一个单频温度图污染CIB，tSZ，kSZ和无线电点源。前景偏差的这种显著降低使我们能够包括比标准二次估计器更高的温度多极，从而增加了超过二次估计器的总透镜信噪比。此外，仅放大和剪切B模式估计提供了有用的诊断潜在的残差。我们的Python代码LensQuEst可以预测各种估计器的信噪比，生成模拟映射，对它们进行建模，并将各种透镜估计器应用于它们，这些代码可以在https://github.com/EmmanuelSchaan/LensQuEst上公开获得。
2019-05-16 astro-ph.CO
Estimating the weak-lensing rotation signal in radio cosmic shear surveys
在宇宙学中，弱透镜已经成为一个越来越重要的工具，利用星系的形状来测量宇宙切变已经成为常规。弱透镜畸变张量除了包含剪切的两个分量外，还包含另外两个效应：会聚和旋转。使用基于星系形状的标准宇宙剪切估计器无法测量旋转模式，因为在图像被透镜化之前，没有关于图像原始形状的信息。由于这一点，在宇宙学弱透镜巡天中没有提出旋转模的估计，旋转模也从未受到约束。在这里，我们推导出这个量的估计，这是基于使用的无线电偏振测量星系的固有位置角。旋转模式可以由$Λ$ CDM之外的物理学产生，并且还提供了执行$Λ$ CDM和弱透镜测量本身的一致性检查的机会。我们提出了这个估计的模拟，并表明，宇宙弦谱的教学的例子，这个估计可以检测到的信号，是符合普朗克的约束。我们检查之间的连接的旋转模式和剪切$B$模式，从而如何估计可以帮助控制系统在未来的无线电弱透镜调查。
2016-12-05 astro-ph.CO
Direct Shear Mapping: Prospects for weak lensing studies of individual galaxy-galaxy lensing systems
我们已经调查，使用理论和经验的方法，低红移星系星系透镜系统的频率，其中弱透镜的签名可能是直接检测。我们发现这两种方法之间的良好协议。为了对星表中每个星系的弱透镜切变$γ$进行理论估计，我们用三种不同的方法对恒星质量的渐近圆速度进行了估计：基于模拟的关系式、基于解析推导的关系式和重子Tully-Fisher关系式。利用银河系和质量大会红移调查的数据，我们估计在低红移可检测的弱透镜的频率。我们发现，对于红移为$z\sim 0.6$的星系，至少被$γ= 0.02$弱透镜化的概率为$\sim 0.01$。在$M_*-M_h$关系中的散射导致对于给定的星系群向更高的测量剪切的转变。考虑到这一点，以及在低红移弱透镜的良好概率，我们研究了使用剪切统计测量$M_*-M_h$关系中散射的可行性。这是一种新颖的测量，并且是可能的，因为DSM能够进行单独的\itshape直接~ \upshape剪切测量，与只能进行统计测量的传统弱透镜技术形成对比。我们估计，对于$Δγ= 0.02$的剪切测量误差（与DSM的灵敏度一致），$\sim$ 50，000个空间和光谱分辨星系的样本将允许测量$M_*-M_h$关系中的散射。虽然目前没有这种规模的IFU调查，但即将进行的调查将提供这些数据（例如，Hobby-Eberly望远镜暗能量实验（HETDEX），Hector调查和平方公里阵列（SKA））。
2015-09-21 astro-ph.CO
Combining strong and weak lensing estimates in the Cosmos field
我们提出了一个综合的宇宙剪切分析的建模的视线扭曲的强透镜扩展弧和星系的形状测量在COSMOS领域。我们发展了一个框架来预测宇宙剪切的强透镜和星系形状测量的小尺度物质功率谱的基础上的协方差。弱透镜测量是使用来自COSMOS调查的数据进行的，该数据使用超快速图像生成器UFig（Berge 2013）的克隆方案进行校准。强透镜分析是通过对来自同一哈勃空间望远镜成像数据集的具有主透镜偏转器和外部剪切组件的透镜弧进行正演建模来进行的。与样本的三个强透镜剪切测量，我们提出了一个2-西格玛检测的互相关信号之间的两个互补测量的宇宙剪切沿同一视线。随着下一代地面和空间观测站的大样本镜头，两个探头的信号与大样本镜头的协方差允许系统检查，交叉校准的两个测量和小尺度剪切功率谱的测量。
2021-01-14 astro-ph.CO
On cosmological bias due to the magnification of shear and position samples in modern weak lensing analyses
现代星系巡天中星系的放大率导致了现代透镜“3x 2 pt”分析中使用的宇宙剪切、星系-星系透镜和聚类观测值之间的额外相关性，这是由于样本的选择。在本文中，我们模拟放大率的贡献，所有三个观测利用SLICS模拟套件，并测试的灵敏度的宇宙学模型，星系的偏见和红移分布校准未建模放大率在第四阶段的调查，使用蒙特卡洛抽样。我们发现，放大不能被忽略，在任何单一或组合的可观察，与放大诱导$>1σ$偏见的$w_0-σ_8$平面，包括宇宙剪切和3x 2 pt分析。在3x 2 pt和宇宙剪切中存在显著的宇宙学偏差，仅从剪切样品的放大来看。我们发现，放大率引起的红移分布的位置样本进行分析，这可能是潜在的用于识别污染的放大率的平均值显着的偏差。
2021-11-18 astro-ph.CO
A new weak lensing shear analysis method using ellipticity defined by 0th order moments
本文提出了一种新的方法，即用零阶矩定义的椭圆率（零椭圆率）来分析弱引力透镜剪切。尽管使用这种方法计算的椭圆率与由二阶矩定义的通常椭圆率之间存在强相关性，但是这里计算的椭圆率具有更高的信噪比，因为它被加权到图像的中心区域。这些结果被斯巴鲁望远镜的Abell 1689数据所证实。在剪切分析中，我们采用重涂人工像椭圆度（ERA）方法对点扩散函数（PSF）进行修正，并通过简单的模拟验证了这种0阶椭圆度的精度，得到了与四极矩椭圆度相同的精度。因此，我们可以预期使用0剪切的弱透镜分析将与统计误差成比例地改进。
2015-02-23 astro-ph.CO
Fitting formulae of the reduced-shear power spectrum for weak lensing
上下文弱引力透镜是研究大尺度结构和宇宙学的有力工具。最常见的是，观测到的星系椭圆度的二阶相关性被表示为物质功率谱的投影，对应于投影和3d功率谱之间的最低阶近似。目标。在零阶近似之外，主要的透镜效应贡献是减少的剪切，它不仅考虑了透镜效应引起的扭曲，而且考虑了星系图像的各向同性放大。这涉及到对物质双谱的积分。我们提供了一个快速和通用的方法来计算这个校正项。方法.使用模型的物质双谱，我们适合基本函数的减少剪切贡献及其衍生物相对于宇宙学参数。对宇宙学的依赖包含在围绕基准模型的泰勒展开中。结果在包含WMAP 7 68%误差椭球的参数空间区域内，当l<10^4（l<2x10^5）时，总折合剪切功率谱（剪切加拟合折合剪切校正）精确到1%（2%）。与不使用校正的情况相比，这对应于偏差的四分之一减小。这种精度是必要的，以匹配当前的非线性功率谱预测的精度从数值模拟。
2010-08-24 astro-ph.CO
Weak lensing shear estimation beyond the shape-noise limit: a machine learning approach
弱透镜剪切估计通常会导致每个星系的统计误差显着大于追求后，只有百分之几的引力信号。这些统计误差主要是形状噪声的结果-由于个别背景星系的多样性（和先验未知）形态的估计误差。这些误差与有限的角分辨率成反比，在有限的角分辨率下，像星系团这样的局部物体可以用弱的透镜剪切进行探测。在这项工作中，我们报告了我们使用机器学习方法来减少弱透镜剪切估计中的统计误差的初步尝试-训练多层卷积神经网络，以直接估计给定观察到的背景星系图像的剪切。我们训练，校准和评估我们的估计器的性能和稳定性，使用模拟的星系图像，旨在模仿的CLASH星系团调查的透镜背景源的HST观测的分布。使用训练的估计，我们产生弱透镜剪切图的核心的20个星系团在CLASH调查，表明RMS散射减少约26%时，与常用的形状估计产生的地图。这相当于大约60%的调查速度提高。然而，鉴于机器学习方法的不透明性，这一结果需要进一步测试和验证。我们提供Python代码来训练和测试模拟和真实的星系团观测的估计。我们还提供了20个CLASH星系团研究的最新弱透镜目录。
2019-10-21 astro-ph.CO
Looking through the same lens: shear calibration for LSST, Euclid & WFIRST with stage 4 CMB lensing
下一代弱透镜测量（即，LSST，Euclid和WFIRST）将需要对系统效应进行精确控制。在本文中，我们解决剪切校准，并提出了最现实的预测LSST/Euclid/WFIRST和CMB透镜从第4阶段CMB实验（CMB S4）。我们使用CosmoLike代码来模拟星系密度，星系切变和CMB透镜会聚的所有两点函数的联合分析。我们包括完整的高斯和非高斯协方差，并探索由此产生的联合似然与蒙特卡洛马尔可夫链。我们约束剪切校准偏差，同时改变宇宙学参数，星系偏差和光度红移的不确定性。我们发现，CMB S4的CMB透镜使剪切偏差的校准下降到0.2% - 3%，在10个层析箱LSST（以下的~0.5%的要求，在大多数层析箱），下降到0.4% - 2.4%，在10个箱Euclid和0.6% - 3.2%，在10个箱WFIRST。对于一个给定的透镜调查，该方法在高红移的剪切校准是最具挑战性的，否则最好的作品。这种自校准对高斯测光红移的不确定性和合理的内在对准水平是鲁棒的。它对光束的变化和CMB实验组件分离的有效性也很稳健，并且缓慢地依赖于其深度，使得第三代CMB实验（如AdvACT和SPT-3G）以及西蒙斯天文台成为可能。
2016-07-06 astro-ph.CO
Elliptical Weighted HOLICs for Weak Lensing Shear Measurement. part1:Definitions and isotropic PSF correction
我们发展了一种新的方法，通过采用椭圆权函数测量背景星系图像来估计引力切变。在这样做时，我们引入了一个新的概念“零平面”，这是一个假想的源平面的形状的所有源是完美的圆形，并把固有剪切作为一个假想的透镜畸变的结果。这使得观测剪切、本征剪切和透镜畸变之间的关系更简单，从而更容易进行高阶计算。椭圆权函数使我们能够更精确地测量背景星系形状的多个力矩，通过对图像的明亮部分进行更高的加权，并且减少了KSB方法中由于权函数扩展不足而导致的系统误差。E-HOLICs方法中的点扩散函数（PSF）校正比KSB方法中的PSF校正复杂。本文详细研究了各向同性点扩展函数的校正问题。通过采用透镜畸变作为权函数的椭圆率，我们能够表明E-HOLICs方法中的剪切估计减少到求解畸变绝对大小的多项式。我们使用STEP2仿真比较了我们的方法和KSB之间的系统误差。它被证实，KSB方法高估了输入剪切与大椭圆度的图像，和E-HOLIC正确估计输入剪切，即使这样的图像。各向异性点扩展函数的校正和实际数据的分析将在以后的论文中介绍。
2010-10-04 astro-ph.CO
