Cosmological Constraint Precision of the Photometric and Spectroscopic Multi-probe Surveys of China Space Station Telescope (CSST)
作为第四阶段的天基望远镜之一，中国空间站望远镜（CSST）可以同时进行光度和光谱测量，以极高的精度有效地探索宇宙。在这项工作中，我们调查了几个强大的CSST宇宙学探测，包括宇宙剪切，星系-星系透镜，光度和光谱星系团，和星系团的数量计数，并研究这些探测器的能力，通过预测宇宙学参数的联合约束的结果。通过参考实际观测结果，我们生成模拟数据，并根据CSST观测和仪器设计估计测量误差。为了研究系统因素对观测结果的影响，我们还考虑了CSST测光和光谱巡天观测中的一些系统因素，如星系的本征排列、剪切定标不确定性、测光红移不确定性、星系偏差、非线性效应、仪器效应等。我们发现，包含所有CSST宇宙学探测器的联合约束可以使当前观测的结果至少提高一个数量级，从而使$Ω_m$和$σ_8$ $<$的精度分别达到1%和$w_0$和$w_a$ $<$的精度分别达到5%和20%.这表明CSST测光和光谱多探测器巡天可以为宇宙探测提供强有力的工具，并极大地促进相关宇宙学问题的研究。
2022-12-05 astro-ph.CO
Spectroscopic failures in photometric redshift calibration: cosmological biases and survey requirements
我们使用N体光谱光度模拟研究光谱测量中的不完整性和不正确的红移对光度红移训练和校准的影响，以及由此产生的对弱透镜剪切相关的宇宙学参数估计的影响。模拟的光度学是在即将到来的暗能量调查之后建模的，光谱学是基于波长覆盖范围为5500 nm < λ <9500 nm的低/中分辨率光谱仪。这种光谱跟踪遇到的主要系统误差是不完整性（无法获得某些星系的光谱红移）和错误的红移。令人鼓舞的是，我们发现，基于神经网络的方法可以有效地描述光谱的不完整性的星系的颜色，使光谱选择可以应用到光度样本。因此，我们发现，光谱的不完整性不会产生明显的偏差，宇宙学，虽然统计约束退化，因为光度测量必须剔除，以配合光谱的选择。不幸的是，错误的红移会产生更严重的影响：如果光谱红移的错误超过百分之一，宇宙学的偏差就无法容忍。此外，我们发现，不正确的红移也可以大大降低基于训练集的photo-z估计的准确性。主要的问题是很难获得红移，无论是光谱学还是光度学，对于z > 1.3的物体。我们讨论了几种减少宇宙学偏差的方法，特别是发现光z误差估计可以明显减少偏差。
2014-11-30 astro-ph.CO astro-ph.IM
An Empirical Approach to Cosmological Galaxy Survey Simulation: Application to SPHEREx Low-Resolution Spectroscopy
为了预测即将到来的宇宙学任务的性能，在宇宙学体积上的星系人口的高度精确的模型是必要的。我们提出了一个数据驱动的模型的星系人口约束深0.1-8 $\rm μm$成像和光谱数据的COSMOS调查，与近期目标模拟光谱红移性能的建议SPHEREx任务。SPHEREx将以中等空间分辨率（$\sim6"$）在0.75-4.18 $\rm μm$波长范围内获得全天空$R\sim41$分光光度法，并在4.18-5 $\rm μm$波长范围内获得$R\sim135$。我们表明，我们的模拟准确地再现了一系列已知的星系特性，封装了星系群的全部复杂性，并实现了逼真的、完整的端到端模拟来预测任务性能。最后，我们讨论了未来宇宙学任务的模拟框架的潜在应用，并给出了已发布的数据产品的描述。
2016-06-21 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Covariance of Photometric and Spectroscopic Two-Point Statistics: Implications for Cosmological Parameter Inference
为了将来自光谱数据的红移空间功率谱测量信息与来自光度测量的角弱透镜、星系团和星系-星系透镜功率谱（即$3 \times 2$点统计）结合起来，我们必须考虑两个探测器之间的协方差。目前，这两种测量之间的任何协方差都被忽略了，因为现有的光度和光谱测量主要是探测不同的宇宙体积。随着第四阶段调查数据的到来，情况将不再如此。本文在平面平行近似下，导出了高斯光场的光度二维角功率谱与三维红移空间功率谱之间协方差的解析表达式。我们发现，这两个探针是协变的大径向尺度上，但由于这些模式的信息含量是非常低的，由于样本方差，我们预测，它是安全的，忽略这种协方差进行宇宙学参数推断时。
2022-05-27 astro-ph.CO
Cosmological Simulations using GCMHD+
对星系团的射电观测表明，星系团内部介质中存在μG磁场。这些宇宙磁场的起源和演化目前还没有很好的理解，因此它们对结构形成动力学的影响也不清楚。需要数值模拟来获得更好的理解，并为下一代射电望远镜做出预测。我们提出的银河系化学动力学平滑粒子磁流体动力学（SPMHD）代码（GCMHD+），这是一个MHD实现宇宙学平滑粒子流体动力学代码GCD+。1，2和3维测试的结果，并显示相对于ATHENA网格代码的代码的性能。GCMHD+与ATHENA生产的参比溶液具有良好的一致性。然后，该代码被用来模拟一个简单的原始磁场嵌入气体中的星系团的形成。一个10^-11 G的均匀种子场在簇的形成过程中被放大了10^3倍。结果表明，与其他类似分辨率的磁团簇模拟中发现的配置文件有很好的协议。
2011-12-01 astro-ph.CO physics.comp-ph
The Effects of AGN Feedback on Present-Day Galaxy Properties in Cosmological Simulations
我们发现，活动星系核（AGN）的反馈在再现缩小现象中起着至关重要的作用，即：颜色-星等关系;特定的恒星形成率;和早期类型星系的$α$增强。在我们的活动星系核模型中，黑洞起源于第三星族恒星，与以前的作品的合并方案相反。在本文中，我们展示了如何在宇宙化学流体动力学模拟中的属性变化时，我们包括我们的AGN反馈模型。大质量星系变得更红，更老，质量更小，更不紧凑，并且比没有活动星系核的星系表现出更大的$α$增强。由于我们再现了黑洞质量和星系质量的关系，较小的星系不拥有超大质量黑洞，它们的恒星形成历史受到的影响很小，但它们可以根据环境从附近的活动星系核中获得外部富集。尽管如此，金属丰度的变化是可以忽略的，质量-金属丰度关系，这主要是由超新星反馈在第一次恒星爆发，被保存。
2015-01-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
The chemodynamical evolution of the Milky Way disc -- A new modeling approach
尽管最近在星系形成和演化领域取得了进展，完全自洽的模拟仍然无法为计划和正在进行的银河系盘大型光谱和测光调查所需的详细预测。这些困难来自于模型中次网格物理能量反馈的非常不确定性，影响恒星形成速率和化学富集。为了避免这些问题，我们引入了一种新的方法，它包括融合盘化学演化模型与兼容的数值模拟。我们通过展示一系列观测结果可以用我们的新模型来解释来证明这种方法的威力。我们发现，由于径向迁移合并在高红移和中央酒吧在以后的时间，一个相当大的部分老贫金属，高[α/Fe]恒星可以到达太阳附近。这自然解释了最近的一些与薄盘和厚盘有关的观察结果，尽管我们只使用薄盘化学。在我们的模型框架内，MW厚的圆盘自然出现（i）在高红移下具有高速色散的恒星，（ii）由于强烈的合并活动，恒星很早就从内部圆盘迁移，以及（iii）后来由棒和螺旋驱动的进一步径向迁移。相当一部分具有厚盘特征的老恒星可能诞生于太阳半径附近。
2014-01-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
The expected photometrical characteristics of high redshift spiral galaxies
在螺旋星系演化的早期阶段，恒星的形成和随后的金属富集会产生发射线，这些发射线的贡献可能会改变这些物体的颜色。我们已经计算出这种贡献与一致的化学光谱光度理论模型，以计算颜色演变的变化。
2010-02-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
SPOKES: an End-to-End Simulation Facility for Spectroscopic Cosmological Surveys
暗物质、暗能量和大尺度引力的本质是当今宇宙学中最紧迫的问题。这些基本问题需要高度精确的测量，目前正在设计一些宽视场光谱测量仪器来满足这一要求。在这些实验中的一个关键组成部分是一个模拟工具的开发，预测科学性能，定义需求流程，优化实施，论证可行性，并为开发做准备。我们提出了SPOKES（SPectroOscopic KEN模拟），一个端到端的光谱宇宙学调查的模拟设施，旨在解决这一挑战。SPOKES基于集成的基础设施、模块化功能组织、一致的数据处理和快速的数据访问。这些关键功能允许流水线运行的可再现性，实现易用性，并提供更新流水线内功能的灵活性。管道的循环性质提供了使科学输出成为设计优化和可行性测试的有效措施的可能。我们提出的体系结构，第一科学，和模拟管道的计算性能结果。该框架是通用的，但对于基准测试，我们使用暗能量光谱仪（DESpec），这是即将到来的项目暗能量光谱仪（DESI）的早期概念之一。我们讨论了如何SPOKES框架，使一个严格的过程来优化和利用光谱调查实验，以获得高精度的宇宙学测量最佳。
2016-02-03 astro-ph.CO astro-ph.IM
SPICA spectroscopic cosmological surveys to unravel galaxy evolution
星系的主要能量产生机制是黑洞吸积和恒星形成，这些过程的相互作用推动着星系的演化。MIR/FIR光谱能够区分BH吸积和SF，正如过去红外空间天文台和斯皮策的红外光谱所显示的那样。Spitzer和Herschel光谱学可以一起追踪星系中的活动星系核和SF成分，并且几乎只在本地宇宙中有消光自由线，除了一些遥远的物体。星系演化研究的主要目标之一是了解星系光度源在宇宙时间中的历史。这一目标可以通过远红外光谱宇宙学巡天来实现。SPICA与地面大型单碟亚毫米望远镜（如CCAT）相结合，将提供一个独特的机会。我们使用星系演化模型与所观察到的MIR-FIR计数（包括赫歇尔）来预测源的数量和它们的红外线通量，来自本地星系的观测。在0.5平方度的区域内进行浅层调查，每次指向的典型积分时间为1小时，将能够使用SPICA上的远红外光谱仪SAFARI在至少三条发射线上探测到数千个星系。
2013-09-30 astro-ph.CO
On the isolated dwarf galaxies: from cuspy to flat dark matter density profiles and metallicity gradients
研究了孤立矮星系球形多分量自引力模型的化学动力学演化。我们比较了它们的演化和没有反馈效应的恒星形成过程。我们发现，最初尖形的暗物质的配置文件随着时间的推移，作为恒星形成的结果，没有任何特殊的调谐条件。因此，在许多矮星中发现的看似扁平的轮廓并不与宇宙学模型预测的尖形轮廓相矛盾。我们还计算了恒星和气体的化学演化，以便与观测数据进行比较。
2010-02-04 astro-ph.CO
Designing Future Dark Energy Space Mission: I. Building Realistic Galaxy Spectro-Photometric Catalogs and their first applications
未来的暗能量空间任务，如JDEM和EUCLID，正在设计调查星系人口，以跟踪宇宙的几何形状和结构的增长，这两者都取决于宇宙模型。为了达到高精度宇宙学的目标，他们需要基于真实的模拟星表来评估不同仪器设计的能力。本文的目的是构建现实和灵活的模拟目录的基础上，我们的知识，星系人口从目前的深调查。我们探索了两类模拟星表：（i）基于光度函数拟合的观测（GOODS，UDF，COSMOS，VVDS）使用Le Phare软件（ii）基于观测到的COSMOS星系分布，受益于数据丰富的COSMOS调查的所有属性。对于这两个星表，我们已经产生了模拟的数计数在几个波段，色图和红移分布验证对实际观测数据。我们还得到了一些基本的要求，以帮助设计未来的暗能量任务的弱透镜分析作为一个函数的PSF的大小和深度的调查可用的星系的数量。我们还计算了光谱成功率为未来的光谱红移调查（i）旨在测量BAO的情况下，宽视场光谱红移调查，和（ii）的光度红移校准调查，这是需要实现弱透镜层析成像具有很高的精度。它们将在http：//lamwws.oamp.fr/cosmowiki/RealisticSpectroPhotCat上公开访问，或向本文的第一作者提出请求。
2009-07-13 astro-ph.CO
A Lyman Alpha Galaxy at Redshift z=6.944 in the COSMOS Field
莱曼α发射星系可以用来研究宇宙学的再电离，因为中性的星系际介质将莱曼α光子散射成漫射晕，其表面亮度低于典型的巡天探测极限。在这里，我们提出了莱曼α发射星系LAE J095950.99 + 021219.1，确定在红移z = 6.944的COSMOS领域使用窄带成像和后续光谱仪上的麦哲伦I巴德望远镜的IMACS仪器。到目前为止，通过光谱确认了一个单一的物体，我们的调查仍然与红移7的IGM中性分数的大范围一致，但计划进行进一步的观察，这将有助于澄清情况。同时，我们在这里介绍的对象只是第三个Lyman-alpha选择星系被光谱确认在红移7，是2 - 3倍，比以前确认的红移7 Lyman alpha星系暗。
2012-05-14 astro-ph.CO
Cosmological Constraint on $Ω_m$ and $σ_8$ from Cluster Abundances using the $\mathtt{GalWCat19}$ Optical-Spectroscopic SDSS Catalog
我们推导出宇宙学约束的物质密度，\om，和波动的幅度，\sig，使用$\mathtt{GalWCat19}$，一个目录的1800星系团，我们确定在斯隆数字巡天DR 13光谱数据集使用我们的GalWeight技术，以确定集群成员\citep{Abdullah18,Abdullah19}。通过对$0.045\leq z \leq 0.125$红移范围内756个团簇的子样本和$M\geq 0.8\times10^{14}$的位力质量\hm ~（$z = 0.085$）的平均红移进行分析，得到了\om ~ $=0.310^{+0.023}_{-0.027} \pm 0.041$（系统）和\sig ~ $=0.810^{+0.031}_{-0.036}\pm 0.035$（系统），并具有$σ_8= 0.43 Ω_m^{-0.55}$的团簇归一化关系。我们的方法有几个独特的方面：我们使用目前可用的最大的光谱数据集，我们使用GalWeight技术分配成员资格，我们已经证明该技术在同时最大化{ \it{bona fide} }集群成员数量同时最小化污染闯入者数量方面非常有效。此外，而不是采用标度关系，我们计算集群质量单独使用维里质量估计。由于$\mathtt{GalWCat19}$是一个低红移的星系团目录，我们不需要对宇宙学参数或星系团本身的性质的演化做任何假设。我们对\om ~和\sig ~的约…
2020-08-01 astro-ph.CO
Spectroscopic Cosmological Surveys in the Far-IR
我们展示了用SPICA星载SAFARI仪器进行光谱宇宙学巡天的可行性。这项工作是通过模拟，利用两种经验的方法，即使用观测到的光度函数和理论模型的星系形成和演变。根据对星系局部样品的观测，导出了活动星系核示踪线辐射与恒星形成活动之间的关系。结果表明，SAFARI FTS在不同分辨率下的盲光谱学可以用于研究从本地宇宙到遥远宇宙（z~3）的星系演化。具体来说，两个不同且独立的星系演化模型预测，在2 'x 2' SAFARI视场中，大约有7-10个源在一条以上的线上被光谱检测到，下降到SAFARI的预期通量极限，其中大约20%的源在z>2时被检测到。因此，SPICA-SAFARI将在探测高Z源和直接评估其性质（例如，是否主要是活动星系核或恒星形成动力）方面表现出色，这要归功于盲光谱学。
2009-09-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraints on the sum of neutrino masses using cosmological data including the latest extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey DR14 quasar sample
利用扩展重子振荡谱巡天DR 14类星体样品中重子声学振荡的距离测量和普朗克2015年公布的宇宙微波背景中温度和极化各向异性的功率谱，研究了中微子质量和（$Σm_ν$）的约束条件.我们还利用了其他一些低红移观测资料，包括相对低红移的重子声振荡、Ia型超新星和哈勃常数的局域测量。在标准宇宙学常数$Λ$冷暗物质加大质量中微子模型中，我们得到$95\%$ \acl{CL}的上限对于简并质量等级为$Σm_ν<0.129~\mathrm{eV}$，对于正常质量等级为$Σm_ν<0.159~\mathrm{eV}$，对于倒置质量等级为$Σm_ν<0.189~\mathrm{eV}$。基于贝叶斯证据，我们发现，退化层次是积极的支持，目前的数据组合不能区分正常和倒置的层次。假设退化的质量等级，我们扩展我们的研究，非标准的宇宙学模型，包括通用的暗能量，空间曲率，和额外的相对论自由度，分别，但发现这些模型不赞成的数据。
2018-04-05 astro-ph.CO hep-ph hep-th
