Planck Lensing and Cosmic Infrared Background Cross-Correlation with Fermi-LAT: Tracing Dark Matter Signals in the Gamma-Ray Background
河外$γ$射线背景及其空间各向异性可能包含暗物质（DM）湮灭或粒子衰变的特征。天体物理前景，如耀变体和恒星形成星系（SFG），然而，占主导地位的$γ$射线背景，排除了一个容易检测的信号与DM湮灭或衰减的背景强度谱。在$γ$射线背景上的DM印记预期与大尺度结构示踪剂相关。在某些情况下，这样的互相关甚至被期望具有比自相关更高的信噪比。宇宙微波背景（CMB）透镜效应是大尺度结构DM分布的可靠示踪剂，而宇宙红外背景（CIB）是SFG的可靠示踪剂。我们分析了超过92个月的费米LAT数据，并研究了普朗克CMB透镜，普朗克CIB和费米$γ$地图的交叉相关性。我们把上限的DM湮没截面从交叉功率谱与$γ$射线背景各向异性。无偏功率谱估计验证与仿真，包括互相关信号。我们还提供了一套系统的测试，并表明，没有显着的污染，发现这里提出的测量。使用$γ$ -射线背景图从收集的数据超过92个月，我们找到了最好的约束DM湮灭的$1σ$置信水平上限为$10^{-25}$ - $10^{-24}$ cm $^{3}$ s $^{-1}$，当DM粒子的质量是在20和100 GeV之间。
2017-02-04 astro-ph.CO
Ray-tracing log-normal simulation for weak gravitational lensing: application to the cross-correlation with galaxies
本文提出了一种自洽产生红移空间中模拟弱引力透镜会聚场和星系分布的算法。我们生成三维宇宙密度场，遵循对数正态分布，并射线追踪它们产生收敛图。当我们以与射线追踪一致的方式从相同的密度场生成星系分布时，从模拟中测量的星系会聚互功率谱与理论预期一致，精度很高。我们使用这个模拟来预测斯巴鲁超级Suprime-Cam（HSC）和Prime Focus Spectrograph（PFS）调查的星系切变互相关测量的质量。我们发现，名义HSC和PFS调查将检测交叉功率谱的信噪比为20和5，在最低（$z = 0.7$）和最高（$z = 2.2$）红移箱，分别。
2021-03-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Tracing Structure: Shape and Centroid Deviations in 39 Strong Lensing Clusters as a Test of Cluster Formation Predictions
University of Cincinnati（辛辛那提大学）；University of Michigan（密歇根大学）；STAR Institute（STAR研究所）；University of Chicago（芝加哥大学）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理学研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院卡弗里天体物理学与空间研究研究所）；University of Oslo（奥斯陆大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of Washington（华盛顿大学）
研究通过分析39个强引力透镜团簇的形状和质心偏差，测试ΛCDM宇宙学中集群形成预测的准确性，发现ICL与DM晕最匹配，且ICL和CLM比ICM和BCG更椭圆。
2025-11-27 astro-ph.CO
A Hamiltonian, post-Born, three-dimensional, on-the-fly ray tracing algorithm for gravitational lensing
本文提出哈密顿射线追踪算法HRT，首次同时实现后玻恩、三维、实时的引力透镜模拟，可与引力求解器协同演化，在点质量透镜测试中偏折角精度达亚百分比水平。
2024-10-22 astro-ph.CO astro-ph.IM
Weak-lensing Analysis of Intracluster Filaments in Abell 2744: Matched-filter Scans and Stepwise 2D Tracing
Yonsei University（延世大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；INAF–Osservatorio Astronomico di Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）
利用Magellan/MegaCam宽视场成像数据，研究阿贝尔2744星团内团丝的弱透镜效应，采用匹配滤波扫描和分步二维追踪方法，揭示内团丝方向一致性及东侧结构的改进约束，支持其与X射线结构和合并轴的物理联系。
2026-09-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
RAY-RAMSES: a code for ray tracing on the fly in N-body simulations
我们提出了一个光线追迹的代码来计算综合宇宙学观测的飞行AMR N体模拟。与传统的光线跟踪技术不同，我们的代码充分利用了N体模拟所获得的时间和空间分辨率，通过AMR模拟网格，在逐个单元格的基础上沿视线计算积分。此外，由于它在N体运行中运行，我们的代码可以生成所需观测值的地图，而无需存储大量（或任何）数据进行后期处理。我们在RAMSES N体代码中实现了我们的例程，并使用弱透镜模拟的示例测试了实现。我们分析了透镜收敛映射的基本统计量，并与半解析方法取得了良好的一致性。本文提出的光线追迹方法可用于Sunyaev-Zel'dovich和综合Sachs-Wolfe效应研究以及修正引力等几种宇宙学分析。我们的代码也可以用于交叉检查的更传统的方法，这可能是重要的理论系统学的测试准备即将到来的大尺度结构调查。
2016-08-20 astro-ph.CO
Ray tracing the integrated Sachs-Wolfe effect through the light cones of the Dark Energy Universe Simulation -- Full Universe Runs
后期积分的萨克斯-沃尔夫（ISW）效应将宇宙微波背景（CMB）温度各向异性与前景宇宙大尺度结构联系起来。由于这种关联依赖于暗能量时代的增长历史，因此它是约束宇宙学模型的一个关键观测探索。在这里，我们提出了一个详细的研究的基础上，从非常大的体积数值N体模拟，这使我们能够避免使用标准的复制品技术，同时捕捉整个后期ISW效应的大尺度上产生的全天空和深光锥。我们使用精确的光线追踪方法对光锥进行后处理，并为三种不同的暗能量模型构建ISW温度各向异性的全天空地图。我们量化的详细程度ISW效应可以用来区分不同的暗能量的情况下，交叉相关的物质分布或CMB透镜潜力。我们还调查了发病的非线性，所谓的里斯-夏马效应，它提供了一个互补的探针的黑暗部门。我们发现三个暗能量模型的透镜-透镜和ISW-透镜相关性的信号与普朗克卫星的测量结果一致。未来对大尺度结构的勘测可以提供足够精确的互相关测量，以区分这些模型的信号。我们的方法是非常普遍的，可以适用于任何暗能量或修改的重力方案，只要光子看到的度量仍然可以由外尔势的特点。
2020-01-14 astro-ph.CO
Statistical properties of filaments in weak gravitational lensing
我们通过大宇宙学$N$体模拟研究了连接星系团的细丝的弱透镜性质。我们从模拟中选取了4639个质量大于$10^{14}h^{-1}\mathrm{M}_\odot$的晕对，并利用光线追迹模拟研究了两个晕之间的暗物质分布。为了对候选细丝进行分类，我们估计收敛曲线并进行曲线拟合。我们发现，晕之间的物质分布可以被分类在一个平面的拟合参数，这使我们能够选择直丝的光线跟踪模拟。我们还调查了这些细丝的统计特性，发现它们与以前的研究是一致的。我们发现晕对的$35\%$具有直丝结构，其$4\%$可以在弱透镜作用下直接在$S/N\geq2$上检测到。此外，我们还研究了暗条边缘晕的统计特性。我们发现，晕是优先延长沿冠状结构，并与增加的灯丝质量质量较小。然而，这些晕性质的直丝质量的依赖性是非常弱的。
2014-03-26 astro-ph.CO
Probing Primordial Non-Gaussianity with Weak Lensing Minkowski Functionals
研究了弱引力透镜会聚映射的Minkowski泛函中包含的宇宙学信息。我们表明，MF提供了强约束的本地型原始非高斯参数f_NL。我们运行一组宇宙学N体模拟，并进行弱透镜的射线追踪模拟，以生成f_NL =-100，0和100的25 ° ^2视场的100个独立收敛图。我们进行了Fisher分析，以研究其他宇宙学参数，如暗能量状态方程参数w和波动幅度σ_8之间的简并。我们使用完全非线性协方差矩阵评估1000射线跟踪模拟。对于即将到来的宽视场观测，如斯巴鲁Hyper Suprime-Cam巡天，建议的测量区域为1500 deg^2，原始非高斯性可以通过弱透镜MF约束在f_NL ~ 80和w ~ 0.036的水平。如果简单地按有效观测面积换算，使用大型综合巡天望远镜进行20000度^2的透镜观测将给出f_NL ~ 25和w ~ 0.013的约束。我们表明，这些限制可以进一步改善使用源星系在多个红移箱的层析成像方法。
2012-10-09 astro-ph.CO
Detailed cluster lensing profiles at large radii and the impact on cluster weak lensing studies
在N体模拟中使用大量的射线追踪，我们详细研究了大规模暗晕周围的透镜轮廓，特别强调了维里半径周围的轮廓。我们将径向收敛轮廓与我们简单的分析模型预测进行了比较，径向收敛轮廓是在射线追踪模拟中通过堆叠许多暗晕而准确测量的。我们的分析模型包括一个主晕，这是由Navarro-Frenk-White（NFW）密度剖面与三种不同形式的截断，加上相关的物质（2晕项）周围的主晕。我们发现，平滑截断的NFW配置文件最好地再现模拟透镜配置文件，超过10倍的维里半径。然后，我们使用这个分析模型来研究集群弱透镜效应研究中的潜在偏差，其中一个单一的，未截断的NFW组件通常是假设在解释观测到的信号。我们发现，集群的质量，推断通过拟合减少切向剪切剖面与NFW剖面，往往被低估了约5-10%，如果拟合进行到约10 '-30'。相反，对于相同的拟合范围，浓度参数通常高估约20%。我们还研究了计算弱透镜质量峰的信噪比的偏差，发现对于显著的质量峰，它们<4%。在附录中，我们提供了光滑截断NFW剖面的有用公式。
2011-05-18 astro-ph.CO
Effect of Mask Regions on Weak Lensing Statistics
在宽视场弱透镜观测中，天空遮蔽是不可避免的。我们研究了掩模对弱引力透镜探测物质分布统计测量的影响。我们首先使用1000宇宙射线追踪模拟，详细研究屏蔽区域对弱透镜Minkowski泛函（MF）的影响。我们认为实际的天空面具用于斯巴鲁Suprime-Cam成像调查。掩模增加了收敛场的方差，并且MF的期望值是有偏的。然后，偏压影响由结构的引力生长引起的非高斯信号。然后，我们探讨如何口罩影响宇宙学参数估计。我们计算掩蔽图的累积信噪比S/N来研究透镜MF的信息内容。我们表明，屏蔽地图的S/N的退化主要是由有效的调查区域。我们还进行了简单的卡方分析，以显示由于掩蔽区域导致的透镜MF偏差的影响。最后，我们将射线追踪模拟与斯巴鲁2度巡天的数据进行了比较，以确定观测到的透镜磁场是否与标准宇宙学的一致。在考虑掩蔽效应的情况下，得到的三个组合MF的chi^2/n_dof = 29.6/30，表明观测数据确实与标准的Lambda CDM模型一致。我们的结论是，只有正确考虑掩模效应，透镜磁场才是宇宙学的有力探测。
2013-08-15 astro-ph.CO
Ray-tracing vs. Born approximation in full-sky weak lensing simulations of the MillenniumTNG project
本文使用新开发的射线追踪方案${\small DORIAN}$分析MillenniumTNG模拟，对比全天弱引力透镜中Born近似与射线追踪的差异，发现射线追踪对实现高阶统计量的百分比级精度是必要的，并指出插值精度对结果有显著影响。
2025-02-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Tracing Missing Baryons in the Cosmic Filaments with tSZ and CMB-Lensing Stacking
School of Physics and Astronomy, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；CSST Science Center for the Guangdong-Hong kong-Macau Greater Bay Area, SYSU（中山大学粤港澳大湾区深空探测科学中心）
通过tSZ和CMB透镜效应成堆分析，研究宇宙丝中缺失巴耳末粒子的分布，确定其电子过密度和温度，并发现丝状WHIM对宇宙巴耳末预算的贡献。
2026-02-06 astro-ph.CO
Multiple Lensing of the Cosmic Microwave Background anisotropies
我们研究了引力透镜效应对宇宙微波背景（CMB）各向异性的影响，通过N体数值模拟预测的介入大尺度结构（LSS）分布对原始CMB光子进行了射线追踪，特别关注透镜引起的源平面偏振对应物的精确恢复。我们应用多平面光线追踪和有效的偏转方法的基础上玻恩近似偏转CMB光子的轨迹通过模拟光锥。我们讨论了这两种方法所得到的结果与LSS的非线性演变的CMB温度和偏振功率谱的影响。我们将我们的结果与玻尔兹曼代码中实现的半解析近似进行比较，例如，CAMB。我们表明，与我们目前的N体设置，预测的透镜功率恢复良好的精度在很宽的范围内的多极，而过剩的权力相对于半解析处方观察尺度$\ell \gtrsim 3000$上的透镜电位。我们量化的影响连接到分辨率的N体模拟的分辨率和带宽限制选择合成CMB源平面的数值效应。我们发现这些量是特别重要的B模式偏振功率谱的模拟。
2015-03-02 astro-ph.CO
Fast Weak Lensing Simulations with Halo Model
由N体模拟构建的引力透镜的全射线追踪图是解释当前和未来弱透镜数据的基本工具。然而，计算资源和存储能力的限制严重限制了为了准确地对宇宙剪切模型和协方差矩阵进行采样而可以执行的实现的数量。在本文中，我们提出了弱引力透镜的晕模型形式主义，通过以降低的计算成本产生弱透镜模拟来解决这些问题。我们的模型需要作为输入的晕人口在一个所需的光锥和线性功率谱的下划线宇宙模型。我们研究了晕内子结构的存在对宇宙剪切功率谱的贡献，并将其量化到百分比水平。我们的方法使我们能够重建高分辨率的收敛图，对于任何所需的源红移，光锥，现实地跟踪在宇宙中的物质密度分布，占掩蔽区域和样本选择。我们比较了我们的分析相同的大尺度结构使用射线跟踪技术构建，并发现非常好的协议，在线性和非线性制度高达百分之几的水平。我们的方法的准确性和速度证明了我们的弱透镜统计晕模型的潜力和可能性，以产生一个大样本的收敛图为不同的宇宙学模型所需的分析大星系红移调查。
2017-06-05 astro-ph.CO
Full-sky ray-tracing simulation of weak lensing using ELUCID simulations: exploring galaxy intrinsic alignment and cosmic shear correlations
星系的内禀排列是弱透镜巡天中一个重要的系统效应，它会影响到所导出的宇宙学参数。区分不同对准模型并量化其对测量的影响的一种直接方法是产生模拟弱透镜测量。在这项工作中，我们使用全天空光线追踪技术产生模拟图像的星系从ELUCID $N$体模拟运行与WMAP 9宇宙学。在我们的模型中，我们假设中心椭圆星系的形状遵循暗物质晕的形状，螺旋星系遵循晕的自旋。使用模拟的星系图像，结合星系的内在形状和引力剪切，我们比较预测的断层剪切相关的KiDS和DLS的结果。结果发现，我们的预测停留在KiDS和DLS的结果之间。我们排除了卫星星系与中心星系径向对齐的模型，否则在小尺度上的剪切相关性太高。最重要的是，我们发现，虽然螺旋星系的内在排列是非常弱的，它们诱导的引力剪切信号和星系的内在取向（GI）之间的正相关。这是因为螺旋星系与附近的大尺度超密度物质相切排列，与椭圆星系的径向排列相反。我们的研究结果解释了弱透镜巡天探测到的正GI项的来源。我们的结论是，在未来的分析中，GI模型必须包括更详细的星系类型的依赖。
2018-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evidence for the accelerated expansion of the Universe from weak lensing tomography with COSMOS
本文对HST COSMOS巡天进行了层析宇宙学弱透镜分析。应用我们的透镜优化的数据减少，主成分插值的ACS PSF，和改进的建模的电荷转移效率低，我们测量的透镜信号，这是符合纯引力模式，没有显着的形状系统。我们仔细估计的统计不确定性，从模拟宇宙般的领域获得射线跟踪通过千年模拟。我们在模拟的天基数据上测试我们的管道，使用射线跟踪重新校准非线性功率谱校正，采用光度红移来减少固有星系排列的潜在污染，并边缘化系统的不确定性。我们发现，透镜信号的规模与红移的预期从广义相对论的和谐LCDM宇宙学，包括不同的红移箱之间的完整的互相关。对于一个平坦的LCDM宇宙学，我们从透镜测量到σ_8（Omega_m/0.3）^0.51=0.75+-0.08，与WMAP-5完全一致，得到联合约束Omega_m=0.266+0.025-0.023，σ_8 =0.802+0.028-0.029（所有68%置信度）。放弃平坦性假设，仅使用HST关键项目和BBN先验，我们从层析透镜分析中发现在94. 3% conf.处有一个负的减速参数q_0，为宇宙加速膨胀提供了独立的证据。对于平坦的wCDM宇宙学和先验w在[-2，0]中，我们得到w<-0.41（90%置信度）。我们的暗能量约束仍然相对较弱，这完全是因为宇宙的面积有限。然而，他们提供了一个重要的证明层析弱透镜测量从空间的有用性。（节略）
2010-03-24 astro-ph.CO
Measuring the mass distribution of voids with stacked weak lensing
我们研究了利用叠加弱透镜测量空洞的暗物质分布的前景。我们从大量的$N$体模拟中选择空隙，并利用完整的光线跟踪模拟来探索它们的透镜信号，包括沿视线的大尺度结构的影响。透镜信号与简单的空隙模型预测进行比较，以推断空隙的三维质量分布。我们发现，堆叠的弱透镜信号被检测到在显着的水平（S/N $\geq5$）为5000度$^2$调查区，为一个广泛的空隙半径高达$\sim50$ Mpc。在大尺度下，来自星系形状噪声的误差对透镜信号的影响很小。还发现，密集的脊周围的空隙有一个很大的影响，弱透镜信号，这表明适当的建模的空隙密度分布，包括周围的脊是必不可少的提取平均总underdens质量的空隙。
2013-03-24 astro-ph.CO
Probability Distribution Functions of Cosmological Lensing: Convergence, Shear, and Magnification
我们进行高分辨率的光线追迹模拟，调查概率分布函数（PDF）的透镜收敛，剪切，和放大远源的红移$z_s=20$。我们特别注意散粒噪声效应在$N$体模拟明确显示它如何影响方差的收敛。通过近似关系$μ=(1-κ)^{-2}$，我们证明了收敛和放大概率密度函数是密切相关的，它可以很好地再现概率密度函数的行为，直到高放大率的尾部.在源平面中测量的平均收敛被发现是系统性的负，而不是零，因为经常假设，并与收敛方差。我们提供了简单的分析公式的PDF，再现模拟PDF合理以及广泛的红移和平滑的大小。作为光线追迹模拟的明确应用，我们研究了遥远星系和类星体的强透镜几率和放大效应对光度函数的影响。
2011-08-16 astro-ph.CO gr-qc
On the validity of the Born approximation for beyond-Gaussian weak lensing observables
精确的弱透镜观测量的宇宙学参数的前向建模是必要的即将到来的星系调查。由于WL探测非线性区域的结构，因此分析正演建模即使不是不可能，也是非常具有挑战性的。WL特征的数值模拟依赖于通过$N$体模拟的输出的射线追踪，这需要重力势的知识和用于光线轨迹的精确解算器。基于玻恩近似的不太精确的过程仅需要密度场的知识，并且可以更有效地以较低的计算成本实现。在这项工作中，我们使用模拟表明，Born近似收敛功率谱，偏度和峰度从他们的完全射线跟踪对应的偏差是一致的最小的非平凡的$O(Φ^3)$后Born校正（所谓的测地线和透镜透镜项）。我们的结果意味着较大的$O(Φ^4)$（和高阶）的条款之间的取消，与以前的分析工作。我们还发现，宇宙学参数的偏差所引起的玻恩近似功率谱是可以忽略不计的，即使是LSST的调查，一旦星系形状噪声被认为是。然而，当考虑高阶统计量（如$κ$偏度和峰度）时，我们发现高达2.5 $σ$的显著偏倚。使用LensTools软件套件，我们表明，玻恩近似节省了4倍的计算时间，在重建收敛的完整的光线跟踪。
2017-05-18 astro-ph.CO
Tracing small-scale structure formation through cosmic time with strong gravitational lensing: A case for a next-generation sub-millimetre/millimetre interferometer
European Southern Observatory (ESO)（欧洲南方天文台）；Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen（格罗宁根大学卡普坦天文研究所）；South African Radio Astronomy Observatory (SARAO)（南非射电天文观测台）；Department of Physics, University of Pretoria（比勒陀利亚大学物理系）；Pole Scientific, Catholic University of Lyon（里昂天主教大学科学部门）；Instituto de Física y Astronomía, Universidad de Valparaíso（瓦尔帕莱索大学物理与天文学研究所）；Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；Department of Physics, University of Oxford（牛津大学物理系）；Observatoire de Paris, LUX, Collège de France, CNRS, PSL University, Sorbonne University（巴黎天文台，卢克斯，法兰西公学院，法国国家科学研究中心，巴黎文理研究大学，索邦大学）；Dipartimento di Fisica e Astronomia Augusto Righi , Università di Bologna（博洛尼大学奥古斯托·里吉物理与天文学系）；INAF – Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（意大利国家天体物理研究所博洛尼亚空间科学与天文学观测台）；INFN – Sezione di Bologna（意大利国家核物理研究所博洛尼亚分部）
本研究提出下一代亚毫米/毫米干涉仪结合ELT、Euclid与SKA数据，可探测10^5 M⊙至10^7 M⊙的暗物质晕与流浪黑洞，解决暗物质本质与SMBH增长的问题。
2026-10-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Radio Relics Tracing the Projected Mass Distribution in CIZA J2242.8+5301
我们提出了一个弱透镜分析的合并星系团，CIZA J2242.8+5301，托管双射电遗迹，使用三波段斯巴鲁/Suprime-Cam成像（$Br'z'$）。由于碰撞成团的暗物质晕的寿命比发射X射线的气体晕的寿命长，弱透镜分析是一个强有力的方法来约束合并动力学。使用干净的背景星表的二维剪切拟合表明，该星系团经历了质量比约为2：1的合并。主晕位于南部地区的气核周围，而没有集中的气核与北部的副晕。我们发现，投影集群质量分布产生的不等质量合并是非常吻合的曲线形状的两个无线电文物和整体的X射线形态，除了缺乏北部的气体核心。由于没有显著的射电晕，我们可以通过平衡加速时间和通过堆芯后的时间或冷却时间，并假设共振加速是二阶费米过程，将$(δB/B)^2<\mathcal{O}(10^{-6})$的磁流体动力学湍流的分数能量限制在共振波数上。
2015-08-19 astro-ph.CO
The origin of peak-offsets in weak-lensing maps
在弱透镜质量图中确定的峰值的质心位置通常显示出相对于其他识别晕中心的方法的偏移，例如最亮的星系团或X射线发射质心的位置。在这里，我们研究了投影的大尺度结构（LSS），平滑的质量图，和形状噪声的弱透镜峰位置的效果。此外，我们将质量图中的偏移量与参数模型拟合中的偏移量进行比较。使用射线跟踪模拟通过千年运行$N$体模拟，我们发现，投影LSS不改变我们的模拟的空间分辨率的限制内的弱透镜峰的位置，这超过了典型的弱透镜地图的分辨率。我们的结论是，预计LSS，虽然一个主要的污染物弱透镜质量估计，是不是一个来源的混乱，确定晕中心。文献中通常报告的偏移是由形状噪声和平滑单独的组合引起的。这对于从质量贴图和模型拟合导出的质心位置都是正确的。
2011-10-12 astro-ph.CO
Mapping the cosmic mass distribution with stacked weak gravitational lensing and Doppler lensing
暗物质晕代表物质分布中密度最高的峰。相反，宇宙空洞是宇宙中密度较低的区域。探测宇宙的质量分布需要各种方法，包括微弱的引力透镜，它微妙地改变了遥远源的形状，多普勒透镜，由于特殊的速度而改变了物体的表观尺寸和大小。在这项工作中，我们采用引力和多普勒透镜效应来研究宇宙空洞/晕及其周围的物质分布。我们使用相对论$N$体代码\texttt{gevolution}，产生质量扰动，并开发一个新的光线追迹代码，依赖于设计的射线束方法。我们考虑了三种类型的晕质量和空洞半径，并提取宇宙学信息，通过堆叠周围的空洞/晕弱透镜和多普勒透镜信号。本文的结果表明，结合引力和多普勒透镜效应来映射质量分布的最佳策略应该集中在红移范围$z\approx 0.3-0.4$。本文的建议是，未来的光谱调查应该集中在这些红移，并利用引力和多普勒透镜技术，以提取有关整个宇宙网络，特别是宇宙空洞内部的底层物质分布的信息。这可以为正在进行的或未来的低红移光谱调查提供补充的宇宙学分析。
2021-12-08 astro-ph.CO
MultiDarkLens Simulations: weak lensing light-cones and data base presentation
在本文中，我们提出了一个大型数据库的弱透镜光锥构造使用不同的快照从大MultiDark模拟（BigMDPL）。通过不同的多个平面的射线追踪已与GLAMER代码会计单源红移和源沿宇宙时间分布。第一篇论文根据VIPERS-W1和VIPERS-W 4视场的几何形状给出了弱透镜预测和结果。我们的数据库中将提供其他字段，并可根据要求运行新字段。我们的数据库还包含一些用于透镜分析的工具。在本文中，我们提出的收敛功率谱，一点和高阶弱透镜统计有用的预测和宇宙学研究的结果。还计算了W1和W 4场的不同实现的协方差矩阵。此外，我们还计算星系剪切和投影密度对比度不同的晕质量在两个透镜红移根据CFHTLS源红移分布都使用堆叠和互相关技术，发现非常好的协议。
2016-02-29 astro-ph.CO
Microlensing of non-singular black holes at finite size: a ray tracing approach
Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
本文提出了一种光线追踪方法，用于研究非奇异黑洞在有限大小下的微透镜效应，发现其在光变曲线中具有更大的放大率。
2026-02-04 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Statistical connection of peak counts to power spectrum and moments in weak lensing field
弱透镜场局部极大值的数密度，称为弱透镜峰计数，可以作为宇宙学探针。然而，它的相关宇宙学信息仍然不清楚。通过1000次光线追迹模拟，研究了弱透镜场中峰值计数与其它统计量之间的关系。我们构造了一个从透镜场$\cal K$到一个新的高斯场$y$的局部变换，称为局部高斯化变换。我们用数值模拟的方法对变换进行了校准，使得$\cal K$的一点分布和功率谱可以从单个高斯场$y$和$\cal K$之间的单调关系中再现出来.因此，在局域高斯变换下，两点聚类的正确信息和弱透镜场中的任意阶矩都应保持不变。然后，我们研究如果本地高斯变换可以预测弱透镜峰计数模拟。局部高斯化变换不足以解释在没有形状噪声的情况下的弱透镜峰计数。通过局部高斯化变换的预测在宽范围的峰高上低估了具有$\sim20-30\%$水平的模拟峰计数。在形状噪声存在的情况下，局域高斯变换可以以$\sim10\%$的精度预测弱透镜峰计数。我们的分析表明，功率谱及其时刻以外的宇宙学信息将是必要的预测弱透镜峰计数与一个水平的精度，这是一个预期的统计不确定性，在即将到来的宽视场星系调查。
2016-11-28 astro-ph.CO
Probing Cosmology with Weak Lensing Minkowski Functionals
本文证明了弱引力透镜（WL）收敛映射的闵可夫斯基泛函（MF）包含着重要的非高斯的、依赖于宇宙学的信息。为此，我们使用了一个大的宇宙学射线追踪N体模拟创建模拟WL收敛图，并研究来自这些地图的MF的宇宙学信息内容。我们的套件由80个独立的512^3 N体运行组成，涵盖了七种不同的宇宙学，围绕基准Lambda CDM模型，每次改变三个宇宙学参数Omega_m，w和sigma_8。在每一种宇宙学中，我们使用射线追踪来创建1000个伪独立的12度^2收敛图，并在蒙特卡罗过程中使用这些图来估计上述三个参数的联合置信轮廓。我们包括三个不同的源红移z_s= 1，1.5，2的红移层析，探索五个不同的平滑尺度θ_G= 1，2，3，5，10 arcmin，并明确地比较和组合的MF与WL功率谱。我们发现，MF捕获大量的信息，从非高斯特征的收敛图，即超出功率谱。MF特别适合于打破简并约束状态参数w的暗能量方程（比单独从功率谱好约3倍）。非高斯信息部分来自收敛的一点函数（通过V_0，“面积”MF），部分来自非线性空间信息（通过组合V_0的不同平滑尺度，以及通过V_1和V_2，分别为边界长度和亏格MF）。与功率谱相比，只有当多个平滑尺度相结合时，才能获得来自MF的最佳约束。
2011-09-28 astro-ph.CO
Probing supervoids with weak lensing
宇宙微波背景（CMB）具有非高斯的温度起伏特征。一个被热环包围的异常冷点，称为冷点，就是其中之一。如果一个大的暗区（超空）位于冷斑附近，我们将能够通过弱透镜效应在背景源星系的图像中检测到系统的形状畸变。为了估计这种信号的可探测性，我们使用$N$体模拟的数据来模拟源星系的全天光线追迹。我们使用模拟的收敛图在20度的尺度上进行平滑，并在其周围获得切向剪切，以寻找一个最突出的欠密区域。在一个协调的$Λ$ CDM模型中预期的透镜信号可以在信噪比$S/N\sim3$下检测到。如果一个半径为$\sim 200\,h^{-1}\,\textrm{Mpc}$，中心密度差为$δ_0 \sim -0.3$的超空位于红移的$z\sim 0.2$上，那么正在进行的和不久的将来的弱引力透镜测量将用$S/N\gtrsim4$探测到透镜信号，而不需要借助于叠加。从切向剪切剖面，我们可以得到一个约束的投影质量分布的超空。
2018-01-23 astro-ph.CO
Projection effects of large-scale structures on weak-lensing peak abundances
弱透镜（WL）地图中的高峰值主要来源于单个大质量晕的透镜效应。因此，它们的丰度与晕质量函数密切相关，因此是一个强大的宇宙学探测器。然而，另一方面，除了个别的质量晕，沿视线的大尺度结构（LSS）也有助于峰值信号。在本文中，光线跟踪模拟，我们研究LSS投影效果。我们表明，目前的调查与大的形状噪声，随机LSS效应是次显性的。对于未来的WL调查与源星系的中值红移$z_{\mathrm{med}}\sim1$或更高，但是，他们是显着的。对于宇宙学约束来自观察到的WL高峰计数，严重的偏见可能会发生，如果LSS效应没有得到适当的考虑。我们扩展了\citet{Fan2010}模型，将LSS投影效应纳入理论考虑。通过与模拟结果的比较，我们证明了改进模型的良好性能及其在宇宙学研究中的适用性。
2018-03-26 astro-ph.CO
Weak Lensing Measurement of Filamentary Structure with the SDSS BOSS and Subaru Hyper Suprime-Cam Data
利用Subaru Hyper Suprime-Cam（HSC）第一年星系形状星表，在$z\sim0.55$观测了Sloan Digital Sky Survey（SDSS）III/Baryon Oscillation Spectroscopic Survey（BOSS）CMASS星系对之间的暗条弱透镜效应。尽管这些调查之间的$140$度$^2$的小重叠，我们检测到的灯丝透镜信号在3.9 $σ$的意义，这是最高的信号噪声透镜测量之间的星系尺度晕在这个红移范围。我们推导出一个理论上的预测和协方差使用模拟星表的基础上全天空光线跟踪模拟。我们发现暗条特性的内禀散射和沿视线方向的大尺度结构的涨落是协方差的主要成分，来自源星系的内禀形状噪声不再限制我们的透镜测量。这一事实证明了HSC调查的统计能力，因为它的深度观测和源星系的高数量密度。我们的结果与理论预测一致，并支持“粗”丝模型。随着HSC调查区域的增加，我们将能够研究详细的细丝性质，如暗物质分布和细丝的红移演化。
2019-05-22 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
Covariance matrices for galaxy cluster weak lensing: from virial regime to uncorrelated large-scale structure
下一代光学成像巡天将彻底改变对星系团弱引力透镜的观测，并对结构和宇宙加速的增长提供严格的限制。在这些实验中，准确的模型的协方差矩阵的集群弱透镜在获得强大的测量集群的平均质量和宇宙学参数起着关键作用。我们使用的分析计算和高分辨率N体模拟的组合，以获得准确的协方差矩阵，从维里制度的线性尺度的集群物质的互相关。我们使用公共光线跟踪透镜模拟验证此计算，并提供了一个软件包，用于计算各种集群和源样本选择的协方差矩阵。我们讨论了形状噪声和密度波动的相对重要性，径向箱大小的影响，以及非对角元素的影响。对于弱透镜源密度10/平方弧分，形状噪声通常在小于5 Mpc/h的共动尺度上占主导地位。然而，对于每平方弧分60，未来的弱透镜实验可能实现，密度波动通常在大于1 Mpc/h的尺度上占主导地位的方差，并保持与较小尺度上的形状噪声相当。
2019-10-15 astro-ph.CO
Non-Gaussianity in CMB lensing from full-sky simulations
本文利用结合 N 体模拟与高斯随机场的全天多平面光线追踪模拟，量化 CMB 透镜会聚场的偏度与峰度，并证明非高斯信息可小幅提升宇宙学参数约束能力。
2025-03-17 astro-ph.CO
Ringing the universe with cosmic emptiness: void properties through a combined analysis of stacked weak gravitational and Doppler lensing
宇宙空洞的一个重要方面是，这些密度不足的区域提供了有关我们宇宙性质的补充信息。与致密区不同，空洞被物质所避开，也较少受到重子过程的污染。理解宇宙空洞性质的第一步是正确推断它们的质量分布。在文献中，已经实施了各种技术。在本文中，我们回顾了他们，并实现了一种新的技术，是基于多普勒透镜。我们使用相对论性的$N$体代码，\textsc{Gevolution}，产生宇宙学质量扰动，并实现三维射线追踪技术，它遵循射线束的演化。我们专注于宇宙空洞的各种属性（例如，空洞尺寸函数，2点关联函数，和空洞的密度分布），并比较其普遍趋势的结果。我们表明，当弱透镜与多普勒透镜相结合，我们得到更严格的约束比单独弱透镜。我们还获得了更好的协议之间的密度分布推断从透镜效应和密度分布推断晕示踪剂的空隙的中心部分。简要讨论了该结果对正在进行的和未来的低红移光谱巡天的意义。
2022-05-01 astro-ph.CO
Lensing Reconstruction in Post-Born Cosmic Microwave Background Weak Lensing
对宇宙微波背景（CMB）透镜势的研究已经成为探索大尺度结构生长物理的一种有力手段。最常见的估计的透镜势的物质分布的高斯性的假设下，在玻恩近似的光子扩散。在本文中，我们研究了二次估计的性能时，适用于现实的天空地图提取的多透镜射线追踪技术在宇宙学$N$体模拟。预计这些模型准确地模拟由于非高斯的物质分布引起的非线性和偏离玻恩近似的影响。我们发现，这两种影响本身会导致重建偏差，但当这两种影响一起考虑时，它们往往会部分相互抵消。我们预测了这些偏差对未来高灵敏度CMB实验（如CMB-S4）宇宙学参数估计的影响。我们发现，在不使用外部数据的情况下，冷暗物质密度$Ω_\textrm{cdm}$、再电离光学深度$τ$、原初暴胀扰动幅度$A_s$以及中微子质量之和$M_ν$都可能在1-2 $σ$水平上发生偏差.我们还观察到减少的偏见，如果外部数据，如重子声学振荡（BAO）。
2018-09-02 astro-ph.CO
Disentangling dark sector models using weak lensing statistics
我们使用GLAMER引力透镜代码在从CoDECS模拟中提取的高分辨率光锥内执行多平面射线追踪：一套宇宙学运行具有暗能量和冷暗物质之间的耦合。我们表明，耦合的存在是显而易见的，不仅在红移演化的收敛功率谱的归一化，但也在非线性结构的形成相对于ΛCDM的差异。在ΛCDM宇宙学假设下，利用层析方法，我们证明了如果真正的宇宙学是耦合的暗能量宇宙学，弱透镜测量将导致σ8值随源红移而变化.这为这些类型的模型提供了一个通用的null测试。我们还发现，不同的耦合暗能量模型可以显示出增强或抑制的相关性与不同的源红移的收敛映射相比，ΛCDM。这将提供一种直接的方法来区分耦合暗能量场景的不同可能实现。最后，我们讨论了耦合对几个透镜观测的影响，为不同的源红移和角尺度与现实的源红移分布，目前的地基和未来的天基透镜调查。
2015-07-01 astro-ph.CO
Image simulations for gravitational lensing with SkyLens
我们提出了最新版本的光线跟踪模拟代码Skylens，它可以用来开发图像模拟，再现强透镜观测的任何质量分布具有高水平的现实主义。改进的代码相对于以前的版本，包括实施的多透镜平面形式主义，使用降噪源星系从哈勃eXtreme深场，和模拟的子结构在透镜弧和图像，基于明亮的附近星系的形态分析。Skylens可以模拟几乎任何望远镜的观测。我们提出的例子，空间和地面为基础的观测星系团通过宽视场通道的高级相机的调查的哈勃太空望远镜，近红外相机的詹姆斯韦伯太空望远镜，宽视场成像仪的宽视场红外巡天望远镜，超超级相机的斯巴鲁望远镜，和可见光成像通道的欧几里得空间任务。
2018-10-20 astro-ph.CO
Game of cones: A nulling strategy for modelling lensing convergence in cones with large deviation theory
宇宙收敛场的分布是使用大偏差原理建模的，其中所有非高斯贡献都是从第一原理计算的。过去的光锥的几何形状占通过构建总的弱透镜信号从薄磁盘切片中的物质密度的贡献。这个模型的预测成功地测试了数值模拟与射线追踪，并发现是准确的，在至少百分之五的尾巴在红移1和10弧分的开口角，甚至更是如此，随着源红移和开口角。一个精确的解析近似理论也提供了实际的实施。与球形细胞中宇宙密度的三维情况相比，沿着视线混合物理尺度的透镜内核倾向于减少这种理论方法的有效性域。这种效果被证明是可以避免的，如果一个调零程序，以实现本地化的透镜线的视线积分在层析分析。因此，对于0.5和1.5之间的源红移和10弧分的开口角，尾部的精度在百分之一以内。未来弱透镜调查，如欧几里得和形状噪声的具体问题的应用进行了讨论。
2020-01-18 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
DEMNUni: ISW, Rees-Sciama, and weak-lensing in the presence of massive neutrinos
我们提出，在文献中的第一次，一个完整的重建的总（线性和非线性）ISW/里斯-夏马效应的存在下，大量的中微子，连同它的交叉关联与CMB透镜和弱透镜信号。目前的分析利用了通过“暗能量和大质量中微子宇宙”（DEMNUni）项目提供的引力势分布的射线追踪提取的全天图，该项目是一组大体积，高分辨率的宇宙学N体模拟，其中中微子被视为单独的无碰撞粒子。我们正确地恢复，在$1-2\%$精度，从CAMB的线性预测。关于CMB透镜和弱透镜信号，我们也恢复，具有类似的准确性，玻尔兹曼代码预测的信号，一旦非线性中微子的Halofit修正占。有趣的是，在ISW/Rees-Sciama信号及其与透镜效应的互相关性中，我们发现相对于无质量的情况，由于自由流中微子，大约在线性和非线性制度之间的过渡尺度上，功率过剩。对于ISW/Rees-Sciama自功率谱，在$l\sim 100$处的过量是$\sim 5-10\%$，取决于总中微子质量$M_ν$，对于$M_ν=0.3$ eV，在$l\sim 600$处，对于带有CMB透镜的ISW/Rees-Sciama交叉功率，过量成为$\sim 4$的因子。为了正确估计大质量中微子存在下的CMB温度双谱，应该考虑这种效应。
2016-07-02 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
Weak lensing by galaxy troughs with modified gravity
我们研究的印记，超越GR的引力理论可以留下的视线方向，主要是halo-undersense（称为槽）和halo-overdense周围的透镜信号。为了进行我们的调查，我们认为正常的分支DGP重力，以及其直接修改的透镜势的唯象变体。这些模型的预测得到N体模拟和射线追踪方法使用ECOSMOG和Ray-Ramses代码。我们分析了堆叠透镜收敛轮廓周围的欠密和过密的视线，表现出，分别抑制和提升w.r.t.视野中的平均值。在这些模型中对重力的修改加强了信号w.r.t. $Λ{\rm CDM}$以与尺度无关的方式。我们发现，这种效果的大小是相同的，无论是undergense和overdense视线，这意味着沿过密方向的天空中的密度场没有足够的演变，以触发屏蔽机制的抑制效果。这些结果是鲁棒的变化，在最小晕质量和红移范围内用于确定视线，以及不同的视线孔径大小和标准的低密度和高密度阈值。
2017-02-24 astro-ph.CO
Probing cosmology with weak lensing selected clusters I: Halo approach and all-sky simulations
我们利用分析模型和大型数值模拟，探索各种统计的集群选择与宇宙剪切测量。我们首先发展了一个晕模型来预测弱透镜选择星系团的丰度和成簇性。观测效应，如星系形状噪声包括在我们的模型。然后，我们生成现实的模拟弱透镜目录来测试我们的分析模型的准确性。为此，我们执行全天空光线跟踪模拟，使我们能够有一个大的连续区域的多个实现。我们使用明亮恒星的实际位置对天空中的遮蔽区域进行建模，并生成200个模拟弱透镜目录，天空覆盖范围约为1000平方度。我们表明，我们的理论模型同意以及从模拟目录直接计算的统计和它们的协方差的系综平均。在典型的选择阈值下，忽略形状噪声校正导致高估了具有约10%的水平的弱透镜选择的集群的聚类，并且形状噪声校正将集群丰度提高了几倍。我们使用晕圈模型计算互协方差，并考虑到由于掩模而有效减少的调查区域。宇宙切变自功率谱的协方差受来自天空遮蔽的模式耦合效应的影响。我们的模型和结果可以很容易地用于宇宙学分析与正在进行的和未来的弱透镜调查。
2015-09-04 astro-ph.CO
Cluster strong lensing in the Millennium Simulation: The effect of galaxies and structures along the line-of-sight
我们使用射线跟踪通过千禧年模拟来研究次级物质结构沿视线和星系中的恒星质量如何影响强集群透镜，特别是巨弧的横截面。此外，我们还研究了星系团的爱因斯坦半径分布和巨弧的径向分布。我们发现，沿着视线的附加结构使强透镜光学深度增加了约10- 25%，而单个集群的强透镜横截面通常增加了约50%。这种增强主要是由于与晶状体不相关的结构。团星系增加了强透镜光学深度的2倍，而interloping星系是不显着的。我们的结论是，这些影响需要考虑到巨大的弧丰度的预测，但他们是不够大，以充分考虑到预测和观测到的丰度之间的差异报告。此外，我们发现，通过临界曲线所包围的区域定义的爱因斯坦半径是10-30%大于通过径向表面质量密度分布所定义的。径向弧和切向弧对弧的径向分布的贡献可以清楚地区分。切向弧的径向分布是非常广泛的，并延伸到几个爱因斯坦半径。因此，单独的弧并不适合约束爱因斯坦半径。
2009-06-15 astro-ph.CO
The imprint of $f(R)$ gravity on weak gravitational lensing I: Connection between observables and large scale structure
我们研究了$f(R)$引力对各种大尺度结构的统计特性的影响，这些结构可以在弱引力透镜测量中进行探测。一组引力透镜在$f(R)$引力的射线追踪模拟，使我们能够探索宇宙学信息（i）堆叠分析弱透镜观测和（ii）重建透镜质量地图的峰值统计。对于Hu \& Sawicki提出的$f(R)$模型，当$f(R)$模型中的附加自由度为$|f_{\rm R0}|\sim10^{-5}$时，在叠加分析中观测到的暗物质晕透镜信号在标准$Λ$ CDM模型和$f(R)$模型之间存在$\simlt10\%$差异.在叠加分析中要研究的各种大尺度结构中，槽，即前景质量晕投影平面中的低密度区域，可能有希望用$|f_{\rm R0}|\sim10^{-5}$约束模型，而空洞周围的叠加分析被发现难以改善$|f_{\rm R0}|$的约束，即使在未来的天空覆盖范围为$\sim1000$平方度的透镜测量中。在峰值统计上，我们确认了局部极大值和暗物质晕沿视线之间的对应关系，无论在我们的模拟中重力的修改。因此，即使在具有$|f_{\rm R0}|\simlt10^{-5}$的$f(R)$模型中，高显著性局部极大值的数目计数也将有助于探测暗物质晕的质量函数。我们还发现，包括当地的最小值在透镜质量地图将有助于改善$f(R)$重力常数下降到$|f_{\rm R0}|=10^{-5}$在正在进行的弱透镜调查。
2016-04-06 astro-ph.CO
Weak Lensing Light-Cones in Modified Gravity simulations with and without Massive Neutrinos
我们提出了一套新颖的宇宙学N体模拟，称为DUSTGRAIN-pathfinder，同时以$f(R)$引力的形式实现了广义相对论扩展的效应和不可忽略的大质量中微子部分的效应。我们描述了从这些模拟中提取的过去的光锥内的模拟弱透镜和集群计数可观测量的产生。模拟已经通过MG-GADGET代码和基于粒子的大规模中微子实现的组合进行，而光锥已经使用MapSim管道生成，使我们能够通过射线跟踪算法计算弱透镜映射不同值的源平面红移。从我们的模拟中提取的模拟观测值将用于一系列论文，这些论文的重点是理解并可能打破$f(R)$引力和大质量中微子之间众所周知的观测简并性，即这两种现象的特征参数的某些特定组合（$f_{R0}$标量振幅和中微子总质量$Σm_ν$）通过几个标准的观测探测器，可能会导致与标准的$\mathrm{ΛCDM}$宇宙学无法区分。特别是，在目前的工作中，我们展示了如何断层扫描方法弱透镜统计可以允许-特别是下一代的宽场调查-解开一些模型，出现统计上难以区分，通过标准的单红移弱透镜探头。
2018-09-06 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
Weak lensing by voids in modified lensing potentials
我们研究了立方伽利略和非局部引力宇宙学中的空隙透镜效应，这是修改透镜效应势的引力理论的例子。我们发现在N体模拟的暗物质和晕密度场中存在空洞，并从空洞密度分布中分析计算它们的透镜信号，我们发现它们与一个简单的解析公式很好地拟合。在立方Galileon模型中，空隙内部重力的修改没有被屏蔽，与GR相比，它们大约是透镜效应大小的两倍。这种差异在很大程度上取决于第五种力对透镜效应的直接影响，而不是修改后的密度分布。对于这个模型，我们还讨论了微妙的影响力和透镜的计算所造成的屏蔽效应存在于和周围的空隙晕。在非局部模型中，修改后的密度分布和直接修改透镜的影响是可比的，但他们提高了透镜信号只有$\approx 10\%$，与GR相比。总体而言，我们的研究结果表明，空隙透镜是一个很有前途的工具来测试模型的重力，修改透镜。
2015-09-13 astro-ph.CO
The impact of baryonic physics and massive neutrinos on weak lensing peak statistics
我们研究了重子过程和大质量中微子对弱透镜峰统计的影响，这些统计可以用来约束宇宙学参数。我们使用BAHAMAS宇宙学模拟套件，自洽包括重子过程和大质量中微子自由流对结构形成演化的影响。我们利用光线追踪光锥的方法构造了综合弱透镜星表，并利用孔径质量统计量进行了分析。在地图上检测到的峰值反映了来自大质量束缚物体和一般大尺度结构的累积信号。我们提出的第一个研究弱透镜峰的模拟，包括重子物理和大质量中微子（总中微子质量$M_ν =$ 0.06，0.12，0.24，和0.48 eV假设正常的层次），因此，由于物理学的不确定性超出了重力的暗物质可以被考虑到宇宙学模型的约束。假设重子物理学的基准模型，我们还研究了峰值和大质量晕之间的相关性，在一个范围内的总和中微子质量值。由于更高的中微子质量倾向于抑制宇宙中质量结构的形成，因此，晕质量函数和透镜峰计数被修改为$M_ν$的函数。在大部分的S/N范围内，基准重子物理的影响大于（小于）中微子为0.06和0.12（0.24和0.48）eV的模型。当从弱透镜观测中导出宇宙学参数时，重子物理和大质量中微子都应该被考虑进去。
2019-10-07 astro-ph.CO
Weak lensing cosmology with convolutional neural networks on noisy data
弱引力透镜是研究宇宙晚期最有希望的宇宙学探测之一。几个正在进行的（DES，KiDS，HSC）和计划中的（LSST，EUCLID，WFIRST）天文调查试图收集更深更大规模的弱透镜数据。由于引力坍缩，暗物质的分布在小尺度上是非高斯分布。然而，观测通常是通过两点关联函数的星系剪切，它不捕捉非高斯特征的透镜地图进行评估。以往的研究试图通过一些高阶统计量，如三点关联函数，峰值计数或Minkowski泛函，从弱透镜观测中提取非高斯信息。深度卷积神经网络（CNN）在计算机视觉领域取得了巨大的成功，它们提供了一个新的非常有前途的框架，可以从二维或三维天文数据集中提取信息，最近对弱透镜的研究证实了这一点。我们表明，一个CNN是能够产生显着更严格的约束（$σ_8, Ω_m$）宇宙学参数比功率谱使用收敛图产生的全N体模拟和射线追踪，在角尺度和形状噪声水平相关的未来观测。在模拟LSST或Euclid的情况下，CNN产生的可信轮廓比功率谱小2.4-2.8倍，在对应于深空调查（如WFIRST）的噪声水平下小3.5-4.2倍。我们还表明，在未来的空间调查中实现的形状噪声水平的CNN产生1.4-2.1倍的轮廓比峰值计数，高阶统计能够提取非高斯信息从弱透镜映射。
2019-02-10 astro-ph.CO
Ray-traced weak lensing convergence in screened modified gravity theories
Lorentz Institute for Theoretical Physics, Leiden University（莱顿大学洛伦兹理论物理研究所）；Leiden Observatory, Leiden University（莱顿大学莱顿天文台）
本文研究了修正引力模型中弱引力透镜的特性，通过射线追踪方法分析了屏蔽机制对收敛功率谱的影响，并发现修正引力模型的效果可能超过流体反馈。
2026-09-22 astro-ph.CO
Scatter and bias in weak lensing selected clusters
我们研究散射和偏见在弱透镜选定的集群，采用分析模型的暗物质晕和数值模拟数据的弱透镜集群调查。我们特别关注星系团内暗物质分布多样性的影响。我们发现，透镜会聚图的峰高与晕的维里质量相关性很差。对于具有较高平均内部密度的球形过密度物质，相关性更紧密。我们研究了晕圈形状对峰高的依赖性，发现晕圈多样性引起的均方根散射与峰高成线性比例，比例因子为0.1-0.2。来自晕形状的噪声被发现是可比的源星系形状噪声和宇宙剪切噪声。我们发现显着的晕取向偏差，即，弱透镜作用所选择的簇平均具有与视线方向对准的主轴。我们使用解析的三轴晕模型计算方位偏差，得到的结果与射线追踪结果相当一致。我们开发了一个处方，分析计算的数量计数弱透镜峰考虑到所有的主要来源的散射峰高。我们发现，改进的解析预测与模拟结果吻合良好的高S/N峰。我们还比较了预期的数量计数与我们的弱透镜分析结果为4平方度的斯巴鲁/Suprime-Cam观测，并找到了一个很好的协议。
2012-09-04 astro-ph.CO
Weak lensing in the Horizon-AGN simulation lightcone. Small scale baryonic effects
上下文精确的模型预测，包括重子的物理学，需要充分利用即将到来的大型宇宙学调查致力于引力透镜。流体动力学宇宙学模拟的出现使得在足够大的体积上进行这样的预测成为可能。目的。透镜量（偏转，剪切，收敛）和他们的统计（收敛功率谱，剪切关联函数，星系-星系透镜）的计算在过去的光锥内置在地平线-AGN流体动力学宇宙模拟，实现我们最好的重子物理知识在星系尺度上，以模拟宇宙时间的星系种群。方法.透镜量是在一个平方度的视场内产生的，通过光锥进行多透镜平面光线追踪，充分利用1 kpc的分辨率，并将视线分裂到500个平面上，一直到红移z~7。探索了两种方法（自适应平滑的粒子标准投影和加速场的积分）来保证良好的实现。重点是在重子最重要的小尺度上。结果标准的宇宙剪切统计在10%的水平上受到重子分量的影响，角标度低于几个弧分。星系-星系透镜信号，或星系-剪切关联函数，与红移z~0.5的大质量星系群的测量结果一致。在较高的红移z>1时，放大偏差对这种相关性的影响与大于1 Mpc的分离有关。结论.这项工作对于所有当前和即将到来的弱透镜调查都是至关重要的，并且代表了从大型宇宙流体动力学模拟中构建完整的端到端一代透镜模拟图像的第一步。
2019-04-16 astro-ph.CO
