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
CMB as a possible new tool to study the dark baryons in galaxies
重子约占我们宇宙的4%，但它们中的大多数都不见了，我们不知道它们隐藏在哪里以及以什么形式隐藏。这就构成了所谓的重子缺失问题。一种可能是这些重子的一部分隐藏在星系晕中。我们展示了如何7年的数据获得的WMAP卫星可用于跟踪附近的巨大的螺旋星系M31的晕。我们检测到的温度不对称的M31晕沿旋转方向高达约120千秒差距。这可能是第一次在微波中探测到星系晕，并可能开辟一条新的途径，利用高精度的CMB测量来探测这些相对较少研究的星系天体中隐藏的重子。
2012-02-14 astro-ph.CO
Missing baryons recovered: a measurement of the gas fraction in galaxies and groups with the kinematic Sunyaev-Zel'dovich effect and CMB lensing
本文通过交叉关联 DESI 星系样本与 ACT DR6 CMB 透镜数据，独立校准星系群晕质量，并结合 kSZ 气体轮廓证明在 2-3 个维里半径处可找回全部重子，从而解决“失踪重子”问题，同时发现真实宇宙中重子反馈比 TNG300 模拟更强。
2025-07-18 astro-ph.CO
CosmoVAE: Variational Autoencoder for CMB Image Inpainting
The University of New South Wales（新南威尔士大学）
宇宙微波背景辐射（CMB）是理解早期宇宙和精确估算宇宙学常数的关键。由于星系中热尘埃噪声的污染，作为二维球面图像的CMB图存在观测缺失，主要集中在赤道区域。宇宙微波背景图的噪声对宇宙学参数的估计精度有很大的影响。对CMB图进行修复可以有效地降低参数估计的不确定性。在本文中，我们提出了一种基于深度学习的变分自编码器- CosmoVAE，以恢复CMB地图的缺失观测值。CosmoVAE的输入和输出是方形图像。为了生成训练、验证和测试数据集，我们通过笛卡尔投影将全天空CMB图分割成许多小图像。CosmoVAE通过使用高斯随机场的角功率谱作为潜变量来将物理量分配给VAE网络的参数。CosmoVAE采用了一种新的损失函数来提高模型的学习性能，该损失函数由$\ell_1$重构损失、编码器网络的后验分布与潜变量先验分布之间的Kullback-Leibler散度、感知损失和全变差正则化器组成。所提出的模型实现了普朗克\texttt{Commander} 2018 CMB地图修复的最先进性能。
2020-01-31 astro-ph.CO cs.LG eess.IV
Isotropy in the two-point angular correlation function of the CMB
本文研究了宇宙微波背景（CMB）图中角两点关联函数的方向依赖性。我们提出了两个新的统计量，一个是测量天空中每个点与一个间隔角θ的点环的相关性，另一个是测量60度以上缺失的角相关性作为方向的函数。使用这些统计数据，我们发现，大多数的低功率切割天空地图测量的WMAP实验来自异常低的贡献，从四极和八极的叶的方向。这些发现可能有助于未来解释为什么CMB在大角度尺度下表现出低功率。
2012-02-16 astro-ph.CO gr-qc
Stage IV CMB forecasts for warm inflation
基于未来CMB巡天数据预测对暖暴胀的约束，发现CMB-S4、Simons Observatory和LiteBIRD及其联合观测能显著收紧四次势下四个暖暴胀模型的参数空间，有效区分甚至排除部分模型。
2025-04-03 astro-ph.CO
Missing large-angle correlations versus even-odd point-parity imbalance in the cosmic microwave background
上下文WMAP和Planck测量的宇宙微波背景（CMB）辐射的两点角温度相关中存在最大相关角（$θ_{max} \gtrsim 60^{\circ}$），这与标准暴胀宇宙学的预测形成鲜明对比，在标准暴胀宇宙学中，相关性应该延伸到整个天空（即，$180^{\circ}$）。然而，在原始功率谱中引入硬下截止（$k_{min}$）自然导致了$θ_{max}$的存在。在这些数据中检测到的其他宇宙学异常中，在CMB的角功率谱中发现了明显的奇-偶宇称多极优势。然而，这一特征可能仅仅是由于天空某些区域的观测污染。目标。在试图提供一个更详细的评估是否这种奇-偶不对称性是固有的CMB，因此，我们继续在本文中，第一，检查是否这种奇偶校验不平衡也体现在角度关联函数，第二，详细检查之间的相互作用存在的$θ_{max}$和这个观察到的异常。方法.我们采用了几种宇称统计，并重新计算了不同截止值$k_{min}$的角关联函数，以优化对不同普朗克2018数据的拟合。结果我们在数据中发现了这些特征之间的现象学联系，得出的结论是，为了优化普朗克2018年数据的理论拟合，必须将两者结合起来考虑。结论.这一结果与宇称不平衡是否是宇宙微波背景辐射所固有的无关，但如果是的话，奇偶不对称性将清楚地指向新物理学的出现。
2022-02-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the peculiar momentum of baryons after Reionization
电离重子的特殊运动通过动力学Sunyaev-Zel'dovich效应（kSZ）在CMB中引入温度各向异性。本文给出了再电离过程中和再电离后宇宙中重子kSZ动量引入的温度各向异性角功率谱的全天计算。为了研究尚未发现的失踪重子的整体流，我们分别讨论了IGM中所有重子和位于星系团和星系团等坍缩结构中的重子的贡献。在第一种情况下，我们的方法提供了一个完整的，所有的天空计算的kSZ在二阶宇宙学扰动理论（也被称为Ostriker-Vishniac效应，OV）。OV的大部分功率是在再电离过程中产生的，虽然它在低红移时有一个不可忽略的尾巴，当大部分的kSZ特殊动量的晕（集群+组）人口出现。如果气体外晕与集群的理论预测，然后失踪的重子的整体流量的签名应恢复未来的CMB数据集的互相关分析与kSZ估计在星系团。对于ACT或SPT类型的CMB实验，高于$2\times 10^{14} h^{-1}M_{\odot}$的所有集群的所有天空kSZ估计应提供具有$\sim 10$的信噪比（S/N）的{ \it暗}流的检测，（S/N $\sim 2.5-5$用于2，000 - 10，000平方度）。利用大尺度结构调查数据改进kSZ估计值，应能使大量流动的理论预测与观测结果更深入地对抗。未来CMB和光学数据的结合应该能揭示附近迄今未被探测到的扩散重子的暗流。
2009-03-16 astro-ph.CO
Constraining Dark Matter -- Dark Radiation interactions with CMB, BAO, and Lyman-$α$
几个有趣的暗物质（DM）模型引用了一个暗扇区，导致两种类型的遗迹粒子，可能相互作用：非相对论DM和相对论暗辐射（DR）。这些模型对宇宙学观测量有着有趣的影响，原则上可以解决小尺度冷DM危机、哈勃张力和/或低$σ_8$值等问题。它们的宇宙学行为被ETHOS参数化捕获，其中包括DR-DM散射率标度，就像温度的幂律，$T^n$。使用$n=0$、$2$或$4$的场景可以在具体的暗扇区设置中轻松实现。在这里，我们使用最近的CMB，BAO和高分辨率Lyman-$α$数据更新这三种情况下的约束。我们介绍了一个新的莱曼$α$可能性，适用于广泛的宇宙学模型与抑制的小尺度上的物质功率谱。对于$n=2$和$4$，我们发现Lyman-$α$数据将DM-DR相互作用速率的CMB+BAO边界增强了许多数量级。然而，模型提供了一个可能的解决方案，失踪的卫星问题仍然与我们的新的界限兼容。对于$n=0$，高分辨率Lyman-$α$数据对相互作用速率的约束并不比CMB+BAO数据强，除了非常小的DR密度值。使用CMB+BAO数据和理论驱动的DR的最小密度的先验，我们发现，$n=0$模型可以减少哈勃张力从$4.1σ$到$2.7σ$，同时容纳宇宙剪切数据暗示的较小值的$σ_8$和$S_8$参数。
2019-07-02 astro-ph.CO
A search for cosmic topology in the final WMAP data
在最终的WMAP 9 yr数据的匹配圆对相似的温度波动进行搜索。如果宇宙的空间是多重连通的，那么这样的签名是可以预期的。本文研究了宇宙微波背景（CMB）图的像素分辨率与高斯平滑之间的关系，以降低丢失匹配圆对的概率。具有3-torus拓扑结构的CMB地图是根据WMAP卫星的特性生成的，以便确定在受检测器噪声干扰的CMB地图中应选择多大的平滑。的V-和W-波段的数据进行了分析，相对于匹配的圆对和一个试探性的信号被发现的圆对，这是，但是，接近银河系的平面。然而，这个信号是偶然产生的，是由于V和W波段地图中包含的残留前景，还是由于真正的拓扑结构，这是不确定的。
2013-07-05 astro-ph.CO
Missing Components in ΛCDM from DESI Y1 BAO Measurements: Insights from Redshift Remapping
本文通过引入宇宙学标度函数修改FLRW度规，利用DESI Y1、Pantheon+和Planck数据约束该模型，发现其能以暗物质主导方式拟合观测并暗示ΛCDM中可能存在缺失成分，为解释宇宙加速提供新思路。
2025-08-27 astro-ph.CO
The anomaly of the CMB power with the latest Planck data
本研究利用最新Planck PR3和PR4数据，通过可联合温度与极化信息的新型估计量分析CMB大尺度功率缺失异常，证实温度数据的异常显著性，并发现极化数据的加入会改变对ΛCDM模型符合性的判断。
2024-08-19 astro-ph.CO
Measuring the Integrated Sachs-Wolfe Effect
现代宇宙学的主要挑战之一是理解暗能量的本质。积分萨克斯-沃尔夫效应（ISW）对暗能量敏感，在没有修正引力和曲率的情况下呈现出独立的暗能量特征。ISW效应发生在大尺度上，那里的宇宙变化很大，并且由于银河系的混乱，在CMB和大尺度结构地图中有大量的丢失数据。此外，现有的方法在文献中往往作出强有力的假设统计的基础领域或估计。这些效应一起可以严重限制信号提取。我们回顾文献的ISW效应，比较现有的方法之间的统计微妙之处，并确定几个局限性。我们提出了一种新的方法来检测和测量ISW信号。该方法仅假设原始CMB场为高斯场。它基于稀疏修复方法来重建丢失的数据，并使用自举技术来避免对估计器统计数据的假设。这是一个完整的方法，使用三个互补的统计方法。我们将我们的方法应用于类似于欧几里得的模拟，并表明我们可以期望使用类似于WMAP 7的数据对ISW信号进行\sim 7σ模型独立检测，即使有缺失数据。其他测试返回\sim 4.7σ探测水平的欧几里德类调查，与星系场是正态分布还是对数正态分布无关。我们将我们的方法应用于2微米全天巡天（2 MASS）和WMAP 7 CMB数据，并在1.1 - 2.0σ范围内找到检测，正如模拟所预期的那样。作为一个副产品，我们重建全天温度ISW场由于2 MASS数据。我们提出了一种新的技术，基于稀疏修复和自举，准确地检测和重建ISW效果。
2011-06-16 astro-ph.CO gr-qc
CCC-predicted low-variance circles in CMB sky and LCDM
新的分析证实了我们早先的说法[1]，[7]在宇宙微波背景（CMB）中，在WMAP数据中可以辨别出明显的低温度变化的圆，通常是同心圆。它们的真实性可以被解释为在前一个世代中遇到超大质量黑洞的证据，正如共形循环宇宙学（CCC）所预测的那样[2]。相反的论点[4-6]指出，这样的圆圈出现，在类似的频率，也在模拟数据使用WMAP的CMB功率谱，加上随机输入。我们回应[7]，如果这样的圆有助于CMB，这会影响功率谱，增强模拟中的这样的圆。我们在这里证实了这一点，但表明，如果理论LCDM功率谱，而不是使用，那么低方差的圆圈消失。这表明LCDM模型对CMB的解释是不完整的，缺少关键信息，而这些信息是由CCC的低方差圆提供的。理论LCDM和观察到的功率谱之间的良好协议，即使对于相当大的l值，并没有揭示这种差异，相关性仅在较大的l值，协议是弱的。我们指出了各种非随机方面的圆圈，看到在真实的数据和WMAP功率谱的模拟，但不是与理论LCDM频谱。我们还表明，同心圆集的空间分布是非常非随机的真实WMAP数据（也许是由于大规模的质量不均匀性扭曲CCC的圆形），在完全相反的模拟与WMAP功率谱，这样的圆集是稀疏和接近平均温度。这些特征与CCC完全一致（并且与早期的分析[8]一致，即CMB中的随机高斯分量在总CMB信号中仅为0.2左右），但不容易适应标准通货膨胀的随机初始波动。
2011-04-29 astro-ph.CO gr-qc
Blind correction of the EB-leakage in the pixel domain
我们研究了与不完全极化CMB天空相关的EB泄漏问题。在盲的情况下，假设没有额外的信息的统计特性和振幅的信号从失踪的天空区域，我们证明了回收方法（刘等~ 2018）给出了EB泄漏的唯一最佳估计。与先前的方法相比，该方法在最感兴趣的多极域中将由于EB泄漏而导致的BB功率谱中的不确定性降低了一个数量级以上，其中$\ell$在$80$和$200$之间。这一工作也为未来CMB实验的观测设计提供了有益的指导。
2019-04-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
Sparsity and the Bayesian Perspective
稀疏性最近已经被引入到弱透镜的宇宙学和CMB数据分析中，用于不同的应用，如去噪，成分分离或修复（即填充丢失的数据或掩模）。虽然它给出了非常好的数值结果，但CMB稀疏修复受到了宇宙学顶级研究人员的严厉批评，基于贝叶斯观点的论点。试图理解他们的观点，我们意识到在贝叶斯框架中将正则化惩罚项解释为先验可能会导致错误的结论。本文并不反对贝叶斯方法，贝叶斯方法已被证明对许多应用非常有用，但警告在数据分析中仅使用贝叶斯解释，这在某些情况下可能会产生误导。
2013-02-15 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.data-an
BeyondPlanck II. CMB map-making through Gibbs sampling
本文提出一种用于CMB制图的Gibbs采样方法，将去条纹问题拆分为噪声滤波和地图分箱两步以大幅降低计算成本，并能高效处理数据间隙与残余噪声。该方法为BeyondPlanck端到端贝叶斯分析框架提供了具有严格误差传播和系统误差校正能力的制图基础。
2020-11-11 astro-ph.CO
Finding the Missing Baryons with Fast Radio Bursts and Sunyaev-Zeldovich Maps
几乎有三分之一的宇宙重子在低红移时“失踪”，因为它们存在于不可见的温暖的星系际介质（WHIM）中。测量等离子体压力的视线积分的热Sunyaev-Zeldovich（tSZ）效应可以潜在地检测到这种WHIM，尽管其预期的信号隐藏在噪声之下。通过观测快速射电暴（FRB）获得的河外色散测量（DM）是WHIM的极好示踪剂，因为它们测量等离子体的柱密度，而不管其温度如何。在这里，我们提出了交叉关联DM和tSZ地图作为一种新的方式来寻找和表征失踪的重子在WHIM。我们的方法依赖于FRB的精确（$\sim$弧分）角定位，为每个突发分配DM和$y$参数。我们预测，来自WHIM的信号应该在$\sim10^4$ FRB的互相关分析中被自信地检测到，预计将在即将到来的CHIME和HIRAX无线电阵列的一年操作中收集，证实了最近对非正式WHIM的试探性检测。使用这种技术，未来的CMB探测器（可能会降低tSZ噪声）可以确定WHIM的温度及其演变，误差在百分之几十以内。总而言之，DM-tSZ交叉关联对于研究局域宇宙中的重子具有很大的希望。
2018-11-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
Sparse Inpainting and Isotropy
稀疏修复技术作为宇宙学数据分析的工具越来越受欢迎，特别是用于处理呈现掩蔽区域和缺失观测的数据。在这里，我们调查稀疏修补技术使用球谐基础作为字典和宇宙学地图的各向同性属性之间的关系，例如那些所产生的宇宙微波背景（CMB）实验。特别是，我们调查的可能性，修复的地图可能会表现出各向异性的高阶角polyspectrum的行为。我们提供了分析计算和模拟的高斯各向同性模型的CMB数据的修补地图，这表明所得到的角三谱可能会表现出小，但不可忽略的各向同性的偏差。
2014-01-31 astro-ph.CO astro-ph.IM
