Curiosity about the dust matter in the cosmological context
我们提出了一个模型的尘埃物质的宇宙学背景下。该模型包含一个标量场的动力学项非最小耦合到重力。通过对背景和微扰方程的研究，证明了标量场具有与尘埃物质相同的动力学性质。我们还考虑了模型中的宇宙学常数。结果表明，该模型没有奇异行为。因此，包含标量场和宇宙学常数的宇宙就像我们的宇宙一样演化。此外，我们还在作用量中加入了二次项。它表明，二次项可以排除其后果。
2013-10-20 astro-ph.CO
Cosmological Backreaction in Spherical and Plane Symmetric Dust-Filled Space-Times
我们研究的实施Buchert的和绿色和Wald的平均形式主义在精确的球对称和平面对称的充满灰尘的宇宙模型。我们发现，给定一个宇宙时空，布歇特的平均计划给出了一个忠实的方式来解释大规模的空间膨胀，明确的条款，精确量化的行为预期从弗里德曼方程的均匀和各向同性的宇宙模型的偏差。另一方面，格林和瓦尔德形式主义似乎没有给出任何关于给定非均匀时空的大尺度性质的信息。相反，这种形式主义的目的是计算周围的一个给定的“背景”的几何形状的短波长波动的反向反应的影响。我们发现，在这种方法中推断的空间膨胀是完全依赖于这个背景的选择，这是不是唯一指定的任何给定的非均匀时空，并从小尺度结构的“反作用”在我们研究的每一种情况下消失。这似乎限制了格林和瓦尔德的形式主义在研究真实宇宙中大尺度膨胀的适用性，而真实宇宙也没有预先定义的背景。需要进一步的研究，以提高这些平均形式主义的评价和比较，并确定是否存在同样的困难，在不太理想化的时空几何。
2019-09-19 astro-ph.CO gr-qc
Fourth-order perturbative equations in Lagrangian perturbation theory for a cosmological dust fluid
本文导出了宇宙学尘埃流体的拉格朗日微扰论四阶微扰方程。这些方程是在Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker宇宙模型中牛顿宇宙学假设下导出的。即使在一阶微扰中考虑纵模，在三阶微扰中也会出现横模。此外，在这种情况下，六个横模方程和四个横模方程出现在四阶微扰。四阶摄动的应用导致了对大尺度结构的精确预测。
2012-10-31 astro-ph.CO
Dust properties of Lyman break galaxies in cosmological simulations
最近的观测表明，在高红移星系中存在尘埃，然而，尘埃的性质仍然是未知的。在这里，我们提出的理论约束在莱曼break星系（LBG）在z=3的尘埃性质的后处理的宇宙学光滑粒子流体动力学模拟与辐射转移计算。在我们的模拟中，我们使用单个气体粒子的金属丰度信息计算了2800个暗物质晕中的尘埃消光。我们只使用静止坐标系UV星等M_1700 < -20等的明亮星系，并研究尘埃的大小，尘埃与金属的质量比和尘埃成分。从B和V带之间计算的颜色过量的比较（即，E（B-V））和观测数据，我们对典型尘埃的尺寸进行了约束，发现最佳拟合的尘埃颗粒尺寸为~ 0.05 μ m，这与II型超新星理论尘埃模型的结果一致。我们的模拟与尘埃消光效应可以自然地再现所观察到的静止帧紫外光度函数的LBG在z=3，而无需假设一个特设常数消光值。此外，为了重现观测到的平均E（B-V），我们发现尘埃与金属的质量比需要与本地星系的质量比相似，并且石墨尘埃占主导地位或至少占尘埃质量的一半。
2014-01-22 astro-ph.CO
Dust scaling relations in a cosmological simulation
为了研究尘埃在宇宙结构形成过程中的演化，我们采用尘埃富集模型，在宇宙体积中进行了光滑粒子流体动力学模拟。我们采用的尘埃演化模型，代表两个尺寸的粒度分布，并考虑到恒星尘埃的生产和星际尘埃处理。我们研究了尘埃质量函数和尘埃的标度性质的星系的特性。模拟广泛地再现了观测到的尘埃质量函数在红移$z = 0$，除了它过度产生的尘埃质量$M_\mathrm{d} \gtrsim 10^{8}$ ${\rm M}_\odot$的质量端。这种过剩是由于大量的气体/金属丰富的系统过度生产，但我们也注意到，恒星质量和气相金属丰度之间的关系是由我们的配方相当好地再现。尘埃-气体比与金属丰度的关系与$z=0$观测结果吻合较好，表明尘埃演化在我们的宇宙学模拟中得到了成功的实现。恒星的形成不仅消耗气体，也消耗尘埃，导致星系高质量端的尘埃-恒星质量比呈下降趋势。我们还研究了红移演化到$z \sim~ 5$，并发现星系的平均最高尘埃质量在$z = 1-2$。对于粒度分布，我们发现，星系的金属丰度$\sim 0.3~ Z_\odot$往往有最高的小到大的颗粒丰度比，因此，在这些星系的消光曲线具有最陡峭的紫外线斜率。
2019-01-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmological simulation with dust formation and destruction
为了研究宇宙学体积中尘埃的演化，我们进行了流体动力学模拟，其中金属和尘埃的富集与恒星形成和恒星反馈自洽地处理。我们认为尘埃演化驱动的恒星喷出物中的尘埃生产，尘埃破坏溅射，颗粒生长的吸积和凝聚，颗粒破碎，并分别对待小颗粒和大颗粒跟踪粒度分布。在确认我们的模型很好地再现了附近星系的尘埃与气体比和金属丰度之间的观测关系后，本文将重点关注宇宙学体积上的尘埃丰度。同向运动的尘埃质量密度在红移$z\sim 1$ -2处有一个峰值，与观测建议的宇宙中尘埃最多的时期相一致。{In在本机宇宙中，大约10%的尘埃包含在星系际介质（IGM）中，只有1/3- 1/4的尘埃在溅射的尘埃破坏中幸存下来。尘埃质量函数在$\lesssim 10^8$ M $_\odot$处大致再现，而质量端仍有偏差，这表明{在大质量星系中存在更强反馈的必要性}。这个关系表明吸积对尘埃星系是必不可少的。此外，我们的模型广泛地再现了观测到的环银河系介质（CGM）中的尘埃表面密度的径向分布。虽然我们的模型满足观测约束的尘埃灭绝{宇宙尺度}，它预测，在CGM和IGM的尘埃是由大（$> 0.03~μ$ m）颗粒，这是在紧张的陡峭的变红曲线{观察}在CGM。
2018-07-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Pantheon+ Analysis: Forward-Modeling the Dust and Intrinsic Colour Distributions of Type Ia Supernovae, and Quantifying their Impact on Cosmological Inferences
最近的研究表明，观测到的Ia型超新星（SNIa）的颜色分布可以很好地描述为尘埃和固有颜色的组合分布。在这里，我们提出了一个新的前向建模拟合方法（Dust 2Dust）来测量母尘和颜色分布，包括它们对宿主星系质量的依赖。在每个拟合步骤中，SNIa选择效率从大的模拟样本中确定，该模拟样本被重新加权以反映所提出的分布。我们使用五个单独的指标来约束Dust 2Dust参数：分布拟合的光变曲线颜色$c$，宇宙学剩余趋势与$c$，宇宙学剩余散射与$c$，拟合的颜色-光度关系$β_{\rm SALT2}$，和内在散射$σ_{\rm int}$。使用Pantheon+数据样本，我们提出了Dust 2Dust拟合的结果，其中包括4个描述固有颜色变化的参数和8个描述灰尘的参数。此外，我们传播Dust 2Dust参数的不确定性和协方差的暗能量状态方程$w$和哈勃常数H $_0$：我们发现$σ_w = 0.005$和$σ_{\textrm{H}_0} = 0.145~$ km/s/Mpc。Dust 2Dust代码是免费提供的。
2022-12-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Calibrating Milky Way dust extinction using cosmological sources
我们限制了银河系尘埃的消光特性。我们研究了从红外数据推断的尘埃柱密度与在宇宙学距离上观测到的天体颜色之间的相关性，这些天体具有低水平的色散。利用类星体、最亮的中心星系和亮红星系的颜色得到的结果基本一致，表明红化E（B-V）=A_B-A_V和尘埃柱密度D^T（以兆焦耳/sr为单位）之间的比例常数p=E（B-V）/D^T=0.02，红化参数R_V=A_V/E（B-V）=3，分数不确定度约为10%。这些数据没有提供任何证据表明尘埃性质的空间变化，除了在最长的光学波长下尘埃消光性质的散射的可能暗示。
2013-01-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dust reverberation mapping in the era of big optical surveys and its cosmological application
光学和近红外（IR）通量变化之间的时滞可以作为一种手段来确定活动星系核（AGN）中超大质量黑洞周围尘埃“环面”的升华半径。我将展示来自大型光学巡天望远镜的数据，例如大型综合巡天望远镜（LSST），也可以用来测量尘埃升华半径。该方法利用了热尘埃发射的维恩尾部到达光学并且可以用高质量光度测量可靠地恢复的事实。模拟结果表明，用LSST可以可靠地确定大样本活动星系核的尘埃升华半径，使其红移z ~ 0.1-0.2。由于活动星系核在高红移范围内的普遍存在，它们一直被作为宇宙学探针进行研究。在这里，我讨论了如何光学确定的尘埃时间滞后适合的建议，使用尘埃升华半径作为“标准蜡烛”，并提出和扩展的尘埃时间滞后作为“标准尺”结合红外干涉。
2014-02-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dust evolution with MUPPI in cosmological volumes
我们研究了尘埃在宇宙体积中的演化，使用流体动力学模拟，其中尘埃的生产与MUPPI（多相粒子积分器）的恒星形成和反馈的亚分辨率模型相结合。对于后者，我们保留了以前校准的模型设置作为参考，以匹配放大模拟中的银河系类星系的一般属性。然而，我们认为，随着当地的尘埃与气体的比例增加的恒星形成效率将更好地再现所观察到的宇宙恒星形成密度的演变。此外，在低红移的淬火星系的缺乏需要一个更强的作用AGN反馈。我们调整的参数统治直接尘埃生产从演化的恒星和吸积在星际介质中得到的尺度关系，涉及尘埃，恒星质量和金属丰度与观测结果吻合良好。在低质量星系中，吸积过程是低效的。因此，它们在硅酸盐和小颗粒方面比质量更高的颗粒更差。我们合理地再现少数可用的数据在银河系区域外的尘埃的径向分布，支持的假设，尘埃和气体动力学耦合良好，在银河系尺度。
2022-07-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Upper Limit on Dimming of Cosmological Sources by Intergalactic Grey Dust from the Soft X-ray Background
活动星系核（AGN）产生的软X射线背景（SXB）约占80%，其光子能量为0.5<E<2 keV。如果尘埃弥漫在星系际介质中，它的散射不透明性会在活动星系核周围产生弥散的X射线晕。考虑到已知的星系和星系团，只有一小部分F_halo <10%的SXB可以在活动星系核周围以弥散X射线晕的形式存在。因此，我们限制星系际不透明度的光学/红外光子从大尘埃颗粒（半径范围为a=0.2-2.0 μ m）的水平τ_GD<0.15（F_halo/10%）的红移z~1。我们的结果仅弱依赖于星系际尘埃的粒度分布或红移演化。活动星系核X射线图像的叠加可以用来改善我们的约束条件，并减少尘埃作为未来超新星调查的系统不确定性来源的重要性，这些调查旨在提高测量暗能量状态方程红移演化的精度。
2009-02-26 astro-ph.CO
DUSTiER (DUST in the Epoch of Reionization): dusty galaxies in cosmological radiation-hydrodynamical simulations of the Epoch of Reionization with RAMSES-CUDATON
近年来，星际尘埃已成为高红移宇宙和甚高红移宇宙研究中的一个重要课题。证据表明，在再电离时期，大质量恒星形成星系中已经存在高尘埃质量，可能影响电离光子逃逸到星系际介质中。此外，正确估计紫外波长处的尘埃消光对于精确的紫外光度函数（UVLF）预测和解释至关重要。本文研究了尘埃对高红移星系观测性质的影响，以及宇宙再电离。为此，我们耦合的物理模型尘埃生产的完全耦合的辐射流体动力学宇宙学模拟代码RAMSES-CUDATON，并执行$16^3$，$2048^3$，模拟，我们称之为DUSTiER的尘埃在再电离时代。它产生的星系与尘埃质量和紫外线斜率兼容的限制在z $\geq 5$。我们发现，消光对UVLF的亮端有着巨大的影响，甚至早在$\rm z=8$，我们的尘埃UVLF比无尘UVLF更符合观测。在$\rm z=5$中，被遮蔽的恒星形成的比例上升到45%，与ALMA的一些最新结果一致。最后，我们发现尘埃减少了质量比$10^{10} M_\odot$（比$\approx -18$ MAB 1600亮）大的星系的电离光子逃逸> 10%，对于我们最大的星系可能高达80-90%。然而，我们发现电离逃逸分数首先是由星系中的中性氢决定的，因为后者产生的传输比单独通过尘埃小100倍。
2023-01-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmological-scale coherent orientations of quasar optical polarization vectors in the $Planck$ era Investigating the Galactic dust contamination scenario
千兆秒差距尺度的类星体光学偏振矢量的校准已被证明是强大的对银河系星际介质（ISM）的污染的情况下。这一说法是通过对355个类星体视线周围的星光进行光学偏振测量而建立的，这些类星体有可靠的光学偏振测量。本文利用\textit{Planck}卫星提供的全天高质量偏振数据，对类星体光学偏振数据受银河尘埃污染的程度进行了独立、互补和最新的估算。我们的分析揭示了大约30%的类星体光学偏振数据样本在两个西格玛水平上的银河尘埃污染的特征。剩下的70%的视线没有显示出超过2 σ水平的银河尘埃污染，这表明类星体光学偏振信号的污染很低，甚至可以忽略不计。我们进一步发现的论点表明，银河系的热尘埃不能完全解释所报道的类星体光学偏振排列。基于对亚毫米级尘埃偏振强度与类星体线偏振度比值的光学测量，提出了一种新的独立的适用于类星体光学偏振样品的质量判据。我们认为，除非校正应用，这样的标准应施加在未来的调查中的类星体光学偏振矢量方向的宇宙尺度相关性的框架内的数据，仍然可以竞争的各向同性原则的宇宙学范式。
2019-01-17 astro-ph.CO
Cosmological X-ray Scattering from Intergalactic Dust
高分辨率X射线成像技术为探索z < 2宇宙中尘埃的性质提供了一个独特的机会。0.1- 1 μ m大小的尘埃颗粒会散射软X射线，在X射线点源周围产生弥散的“晕”像，亮度约为弧分大小的几个百分点。我们导出了宇宙学背景下的散射公式，并计算了散射晕的表面亮度，这是由于（i）一个由粒子尺寸的幂律分布均匀富集的IGM（Ω_ d ~ 10^-5），以及（ii）一个在宇宙学距离上的DLA型尘埃屏（N_H ~ 10 ^21 cm^-2）。表面亮度轮廓的形态可以区分上述两种情况，对灰尘团块进行尺寸约束，并约束IGM的均匀性。因此，X射线散射可以测量第一恒星、矮星系和星系外流对宇宙金属丰度预算和宇宙尘埃历史的相对贡献。我们发现，由于星系间散射的量在光子能量< 1 keV时被高估，Petric等人（2006）没有探测到X射线散射晕，当数据限制在1-8 keV波段时，这与“灰色”星系间尘埃颗粒（Omega_d ~ 10^-5$）是一致的。我们还计算了系统的星等偏移，Δ m ~ 0.01，这样一个人口的石墨颗粒，这将影响类型的超新星调查理想的测量暗能量参数在~ 1%的精度。
2012-05-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evolution of a Simple Inhomogeneous Anisotropic Cosmological Model with Diffusion
研究了一个简单的非均匀各向异性宇宙学（平面对称$G_2$模型），模型中充满了在标量场上进行速度扩散的倾斜理想流体。考虑的是两种类型的流体：灰尘和辐射。我们数值求解了爱因斯坦场方程和扩散方程的系统，并演示了宇宙如何向其未来的渐近状态演化。此外，典型的时间尺度的特征过程的确定。尘埃和辐射填充的宇宙学所获得的结果进行了比较，彼此和那些在无扩散的情况下，给出了一个提示，其中的影响可能是包括扩散在更复杂的模型的结果。例如，扩散导致加速膨胀阶段在较晚的时间到达。
2013-08-14 astro-ph.CO gr-qc
Heavy dust obscuration of z=7 galaxies in a cosmological hydrodynamic simulation
哈勃太空望远镜的宽视场相机3/IR观测显示，星系在z~7有非常蓝色的紫外线（UV）颜色，与这些系统是由年轻的恒星星族为主，适度或很少衰减的尘埃。利用高分辨率自适应网格加密宇宙流体动力学模拟方法，在标准冷暗物质模型下研究了高z星系的紫外和光学性质.为此，我们对198个恒星质量为5 × 10 ^8 - 3 × 10 ^{10} Msun的星系进行了全色三维尘埃辐射转移计算，计算参数包括尘埃-金属比、消光曲线和恒星直接逃逸光分数（\fesc）。我们的恒星质量函数被发现与Gonzalez等人，与这些参数无关。我们发现，我们的严重尘埃衰减的星系（A_V~1.8）也可以合理地匹配适度的紫外光学颜色，蓝色的紫外线斜率，以及紫外光度函数，提供了一个显着的分数（~10%）的光直接逃离他们。观测到的紫外线斜率和散射可以用小麦哲伦云类型的消光曲线更好地解释，而银河系类型的尘埃预测由于2175 A的撞击而导致的太蓝的紫外线颜色。我们预计ALMA即将进行的观测将能够测试这个严重模糊的模型。
2013-08-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
The paradox of soft singularity crossing and its resolution by distributional cosmological quantitities
一个平坦的弗里德曼宇宙的宇宙学模型充满了反查伯金气体和尘埃状物质的混合物，表现出未来的软奇点，其中反查伯金气体的压力发散（而其能量密度是有限的）。尽管有无穷大的潮汐力，测地线还是会通过奇点。由于尘埃成分，哈勃参数在遇到奇点时具有非零值，因此尘埃意味着进一步的膨胀。然而，随着持续膨胀，反查伯金气体的能量密度和压力将变得不明确，因此从反查伯金气体的观点来看，只允许收缩。巧合的是，在这个宇宙学模型中，宇宙必须同时膨胀和收缩。这显然不可能发生。我们通过重新定义反Chaubergin气体的分布意义上解决了这个悖论。然后，在奇点处的膨胀阶段之后可能会出现收缩，代价是哈勃参数的跳跃。虽然这种突然的变化是不常见的任何宇宙学的演变，我们明确表明，弗里德曼，Raychaudhuri和连续性方程组都服从在奇点及其附近。我们还证明了奇异空间超曲面满足Israel结条件。特别是，我们宣布并证明了一个更一般的形式的Lanczos方程。
2012-09-01 astro-ph.CO gr-qc
Intergalactic Dust Extinction in Hydrodynamic Cosmological Simulations
最近，梅纳德等人探测到类星体的平均颜色发生了微妙但系统性的变化，这种变化是类星体与前景星系的投影距离的函数，扩展到约10 Mpc/h的同向运动距离，他们将其解释为星系际尘埃变红的特征。我们利用体积为（50 Mpc/h）^3的SPH宇宙学模拟，提出了这一引人注目的观测结果的理论模型。我们的主要模型使用模拟银河风，并假设尘埃跟踪星系际金属。预测的星系-尘埃关联函数在形式上类似于星系-质量关联函数，并且再现MSFR数据需要尘埃-金属质量比为0.24，大约是银河ISM中数值的一半。大约一半的红化来自距离最近的大质量星系超过100 Kpc/h的尘埃。我们还研究了没有银河风的模拟，该模拟预测星系际金属的比例要小得多（3%与35%），因此需要2.18的非物理尘埃与金属比来重现MSFR数据。在这两种模型中，信号由E（g-i）=0.001-0.1的视线主导。如果我们也允许红化出现在几× 10^10 Msun的星系中，那么无风模拟可以与数据相一致。风模型预测在z=0.5时，超新星的平均视消光值为AV ~0.0133等，视线间色散与平均值相近，这对未来的超新星宇宙学研究具有重要意义。在这些模拟中再现MSFR结果需要ISM尘埃的很大一部分从星系中驱逐出来并在星系际介质中居住。未来的观测研究提供了更高的精度，并测量了对星系类型和环境的依赖性，这将允许对富集的星系外流和IG尘埃的生存模型进行详细的测试。
2011-01-05 astro-ph.CO
Evolution of shifted cosmological parameter and shifted dust matter in a two-phase tachyonic field universe
我们提出了一个超光速标量场在宇宙两相演化的模型。场分量在阶段I中不相互作用，而在随后的阶段II中，它们由于辐射贡献的相对抑制而改变味道。在第二阶段，我们允许它们在状态方程中以与时间无关的微扰相互作用，如移动的宇宙学参数（SCP）和移动的尘埃物质（SDM）。我们确定的解决方案，其标度与宇宙红移在这两个阶段。我们进一步提出了标准化哈勃函数诊断法，它与低、高红移$H(z)$数据以及来自CMBR、BAO统计等的当前密度参数的一致性值一起，约束的相互作用的强度，通过施加可行的条件，打破退化的3参数$(γ, \varepsilon, \dotϕ^2)$空间。红移$(z=0.1$到$z=1.75)$的范围被选择来突出结构形成过程中相互作用的作用，并且它可能导致在该模型\emph{vis a vis}暖暗物质（WDM）或$Λ$ CDM模型中的功率谱的未来分析。在模型参数的简并空间内，我们进一步计算了相互作用对确定宇宙年龄的影响。
2012-06-02 astro-ph.CO
Cosmological nonlinear structure formation in full general relativity
我们使用标准的广义相对论代码在球对称的宇宙学方案进行数值演化。我们集中在两种不同的情况：初始物质分布是均匀的和各向同性的，和扰动的那些尊重球对称。作为物质模型，我们考虑了无压理想流体（即尘埃）的情况，以及围绕势的最小值振荡的真实大质量标量场的情况。在宇宙学文献中，这两种物质都被认为是可能的暗物质候选者，尘埃与标准的冷暗物质范式密切相关。我们确认，在线性政权的扰动与这些类型的物质增长基本上是相同的方式，主要的区别是，在一个标量场的情况下，动力学引入一个截止的功率谱的密度扰动的尺度可比的康普顿波长的字段。我们还遵循的演变远远超出了线性政权表明，这两种模式都能够形成结构。特别是，我们发现，一旦在非线性制度，微扰崩溃速度更快的宇宙占主导地位的尘埃。相对于标准的冷暗物质，这有望延迟标量场暗物质场景中第一结构的形成。
2014-11-26 astro-ph.CO gr-qc
On the impact of intergalactic dust on cosmology with type Ia supernovae
超新星测量已经成为当前确定宇宙学参数的一个关键因素。然而，这些光源只有在校正了它们的视亮度后才能用作标准蜡烛。在本文中，我们讨论了目前用于这种校正的形式主义所施加的一些限制，并调查对宇宙学约束的影响。我们表明，颜色校正，在一般情况下，预计会有偏见。此外，颜色的过度，不增加一个显着的散射所观察到的SN亮度影响的宇宙学参数的值，但离开的颜色-光度关系的斜率不变。我们在Menard等人（2009）最近探测到的星系际尘埃所建议的红移依赖的尘埃灭绝的背景下量化了这些偏差。使用一系列模型的宇宙的不透明度作为红移的函数，我们发现，颜色-幅度-拉伸标度关系实际上是不敏感的宇宙尘埃的存在，而宇宙学参数，如欧米茄_M和w的偏差在百分之几的水平，即偏移量相当于目前的统计误差。未来的调查将能够通过在更大的波长上进行观测来限制星系际灭绝的影响。此外，这些数据集将通过交叉关联SN颜色和前景星系的密度来提供星系际尘埃的直接检测，这可以用作宇宙尘埃消光校正的一致性检查。或者，这种偏差可以通过精确的光度学逐个物体地校正超新星的颜色来避免。
2009-03-27 astro-ph.CO
On spherical dust fluctuations: the exact vs. the perturbative approach
本文研究了LTB尘埃模型（有无$Λ$）的动力学与两种常见的宇宙学形式：基于度规的宇宙学扰动理论（CPT）和协变规范不变（GIC）微扰中尘埃微扰动力学之间的关系.为此目的，我们重铸的LTB模型的演变的协变和规范不变形式主义的本地和非本地的“精确波动“的Friedmann-Lematre-Robertson-Walker（FLRW）的背景下定义的协变标量的适当平均。我们研究这些波动的性质，它可以被定义为一个封闭的共动域或渐近域扩展到整个时间片。特别地，非局部密度波动为“密度对比度“的概念提供了协变和精确的定义。我们表明，在它们的线性制度，这些LTB精确的波动（本地和非本地）是完全等价于传统的宇宙学扰动在CPT的同步共动规范和GIC扰动。作为一个直接的后果，我们展示了一个简单的形式的空间曲率扰动的时间不变性。本文的工作可能为广义相对论中尘埃源动力学的精确方法和微扰方法（线性或非线性）之间提供重要的理论联系。
2015-02-09 astro-ph.CO gr-qc
Galaxy luminosity function and its cosmological evolution: Testing a new feedback model depending on galaxy-scale dust opacity
我们提出了一个新版本的宇宙学星系形成的半解析模型，纳入了恒星形成的法律与反馈依赖于星系尺度的平均尘埃不透明度和金属丰度，最近在附近星系的恒星形成的观测和理论考虑的动机。这个新的模型被用来研究这种反馈对塑造星系光度函数及其演化的影响。恒星形成活动显着抑制矮星系的新的反馈效应，和本地光度函数的暗端斜率可以再现与一个合理的强度的超新星反馈，这是在以前的模型，需要一个相当极端的强度的超新星反馈。我们的模型也可以再现早期出现的大质量星系表现在高红移K波段光度函数的亮端。虽然之前的一些模型也成功地重现了这一点，但它们假设恒星形成定律取决于星系尺度的动力学时间，这并不被观测所支持。我们认为，依赖于尘埃不透明度（或金属柱密度）的反馈是必不可少的，而不是简单地依赖于气柱密度，得到这些结果。
2014-03-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmological model with variable equations of state for matter and dark energy
我们构造了一个物理上合理、数学上易于处理的宇宙学模型，并将CDM模型的研究扩展到物质和暗能量的状态方程随时间变化的情况。它基于以下假设：（i）平坦性，（ii）广义相对论的有效性，（iii）存在一个在两个渐近值之间变化的DE分量，（iv）宇宙的物质从初始辐射阶段（或正压理想流体）平滑地演化到后期表现为宇宙尘埃的阶段。该模型近似CDM的小$z$，但显着不同于他们的大$z$。我们把注意力集中在如何不断发展的物质和DE的生态系统可以修改CDM范式。我们讨论了一些物理场景。其中之一包括，作为一个特殊的情况下，所谓的广义Chaobligin气体模型，DE从非相对论性尘埃演变。另一种模型表明，目前的加速膨胀是兼容的DE行为像无压灰尘在后期。我们还发现，具有可变DE的宇宙可以从减速膨胀到加速膨胀，反之亦然，多次。
2012-04-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Chiral Symmetry and the Cosmological Constant
在这项工作中，我们提供了一个几乎消失的宇宙学常数和手征对称性之间的联系。这是通过将广义相对论与拓扑场论相结合，即通过引入在BF理论规范群下带电的费米子的BF理论来实现的。我们发现，宇宙学常数来源于费米子的手征异常，为观测到的宇宙学常数的小提供了一个“技术自然性”的解释。应用于早期宇宙，我们表明暴胀过程中费米子的产生可以以超重暗重子的形式提供当今宇宙中所有的暗物质。
2021-05-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dust in galaxy clusters: Modeling at millimeter wavelengths and impact on Planck cluster cosmology
我们已经研究了尘埃排放在星系团在毫米波使用普朗克$857 \, {\rm GHz}$地图来约束模型的基础上，用于研究宇宙起源探测器（CORE）的任务概念赫歇尔观测。通过叠加普朗克探测到的星系团的辐射，我们估计了红外光度与质量关系的归一化，并限制了尘埃辐射的空间分布。我们使用这个新的约束模型来模拟我们注入普朗克频率图的集群。使用这些气体+尘埃模拟和基本的气体模拟提取的集群之间的比较，使我们能够评估集群尘埃排放对普朗克结果的影响。特别是，我们确定了集群参数恢复（大小，通量）和普朗克集群宇宙学结果（调查的完整性，宇宙学参数的测定）的影响。我们发现，尘埃排放的影响可以忽略不计的普朗克任务的单个集群参数的恢复，但它会影响集群目录的完整性，减少在红移范围[0.3-0.8]的检测到的数量高达$\sim 9\%$。在宇宙学分析中纠正这种不完整性对宇宙学参数测量的影响可以忽略不计：特别是，它并没有缓解普朗克星系团和原始宇宙微波背景宇宙学之间的紧张关系。
2018-08-21 astro-ph.CO
Comparison of cosmological simulations and deep submillimetre galaxy surveys
最近单碟望远镜在亚毫米测量方面的进展使我们能够进一步挑战宇宙学模拟和观测之间的一致性。特别是，我们比较我们的模拟，包括灰尘的形成和破坏与最近的SCUBA-2调查（“研究”），把重点放在基本的观测性质的尘埃排放，如尘埃温度，红外（IR）发射区的大小，红外光度函数和IRX- $β$关系。在确认我们的模型再现了本地星系的属性后，我们检查了$z\approx 1-4$的STUDIES样本，发现模拟再现了上述数量，除了在大质量端的$z\gtrsim 2$ IR光度函数（$\sim 10^{13}$ L $_{\odot}$）。这意味着目前的模拟正确地再现了尘埃区的大小和光度（或恒星形成率）之间的整体比例关系，但缺乏在$z\gtrsim 2$极端的星暴现象。我们还讨论了消光曲线和活动星系核可能的贡献。
2019-01-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dust Formation in Milky Way-like Galaxies
我们介绍了一个尘埃模型的宇宙学模拟中实施的移动网格代码AREPO和提出了一套宇宙学流体动力学放大模拟研究星系晕内的尘埃形成。我们的模型解释了恒星产生的尘埃，气相金属在现有颗粒上的吸积，通过局部超新星活动破坏尘埃，以及来自恒星形成区域的风驱动的尘埃。我们发现，准确的恒星和活动星系核的反馈需要重现所观察到的尘埃金属丰度的关系，尘埃的增长在很大程度上占主导地位的尘埃破坏。我们的模拟预测的星际介质中的尘埃含量是一致的观测到的标度关系在$z = 0$，包括尘埃气体比和金属丰度，尘埃质量和气体质量，尘埃气体比和恒星质量，尘埃与恒星质量比和气体分数之间的标度。我们发现$z = 0$中大约三分之二的尘埃来自II型超新星，对于$z \gtrsim 5$，渐近巨星分支星的贡献低于20%。虽然我们的银河系大小的星系套件形成的尘埃与一些关键的观测数据非常一致，但它预测了环银河系介质中的高尘埃-金属比，这激发了对颗粒和尘埃冷却通道的热溅射的更现实的处理。
2016-03-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Improved large scales interstellar dust foreground model and CMB solar dipole measurement
宇宙微波背景的各向异性在大角度尺度上是很难测量的。在本文中，我们提出了一个新的分析的\Planck \高频仪器的数据，使宇宙学的一部分，其主要的前景信号接近探测器噪声。由太阳系相对于CMB的运动引起的太阳偶极子信号是以高精度校准探测器或一组探测器的非常有效的工具。在这项工作中，太阳偶极子信号被用来提取校正的频率图偏移，减少显着的不确定性。改进了太阳偶极参数，改善了高频前景和CMB大尺度宇宙学各向异性。太阳偶极子参数的稳定性是控制组分分离过程中银河系前景去除的有力手段。它被用来建立星际尘埃辐射的光谱能量分布空间变化的模型。这些变化的知识将有助于未来的CMB分析的强度，也在偏振测量微弱的信号有关的光学再电离深度和张量标量比的原始各向异性。这些工作的结果包括：改进的太阳偶极子参数，新的星际尘埃模型，以及大尺度宇宙学各向异性图。
2021-02-19 astro-ph.CO
Cosmological evolution of matter with interacting dust fluids
本文将宇宙物质分为束缚晕与非束缚粒子，通过二者在吸积过程中的能量、动量交换框架，结合扩展 Press-Schechter 与 N 体结果分析物质密度及大尺度结构演化。
2024-05-25 astro-ph.CO
Chi-square versus median statistics in SNIa data analysis
在本文中，我们比较了卡方和中值似然分析的性能在宇宙学约束的确定使用Ia型超新星的数据。我们使用超新星宇宙学项目的联盟2汇编的307颗超新星进行统计分析，发现卡方统计分析产生更严格的宇宙学约束比中位数统计，如果只考虑超新星数据。我们还表明，当额外的测量被认为是从宇宙微波背景和重子声振荡，合并的宇宙学约束并不强烈依赖于是否适用于卡方统计或中值统计的超新星数据。这表明，当考虑到来自其他宇宙学探测器的互补信息时，卡方和中值统计的性能非常相似，证明了统计分析的鲁棒性。
2011-07-20 astro-ph.CO
Chiral tensor particles in the early Universe
本文综述了手征张量粒子在扩展的电弱模型中的地位、实验限制、特征以及在新对撞机上探测手征张量粒子的可能性。确定了早期宇宙等离子体中手征张量粒子的特征相互作用及其相应的宇宙学影响周期。动力学宇宙学效应，即加速弗里德曼膨胀由于密度增加所造成的新粒子的引入，进行了评估。结果表明，手征张量粒子的存在是宇宙学考虑所允许的，也是粒子物理唯象所欢迎的。
2009-03-24 astro-ph.CO
Infrared Properties of z=7 Galaxies from Cosmological Simulations
利用宇宙流体动力学模拟（分辨率为29秒差距/小时），对恒星质量在5 × 10^8 - 3 × 10^10兆太阳的198个星系在z=7时的三维全色尘埃辐射转移进行了计算。在另一篇论文（Kimm & Cen）中，如果采用SMC型尘埃消光曲线，则恒星质量和紫外光度函数以及紫外光学和FUV-NUV颜色与观测结果吻合良好。在这里，我们作出有用的预测，自洽，这些z=7模拟星系，可以面对即将到来的ALMA数据的红外特性。我们的调查结果如下。(1)对于Z=7，L_FIR=10^{11.3-12}Lsun的星系，静止坐标系MIPS 70 μ m波段的有效半径范围为80- 400 pc。(2)远红外（FIR）光谱能量分布的峰值波长的中值在45-60微米的范围内，这取决于粉尘与金属的比率。(3)对于3-100 Msun/yr的恒星形成率，FIR与热光度的中值比率为60- 90%。(4)FIR光度函数在高端显示出幂律，斜率为-3.1 +-0.4，而不是通常的指数下降。
2013-11-07 astro-ph.CO
Simultaneous Estimation of Large-Scale Structure and Milky Way Dust Extinction from Galaxy Surveys
下一代星系巡天提供的高宇宙学精度取决于对银河尘埃消光的改进修正。我们探索的可能性估计的尘埃消光和大尺度结构从一个单一的光度星系调查，利用可预测的方式，银河系尘埃影响测量的亮度和颜色的星系在一个给定的天空位置在几个红移箱。为了测试我们的方法，我们使用了一个来自宇宙学模拟的合成目录来模拟Vera C。Rubin Observatory Legacy Survey of Space and Time的照片在银河系高纬度（$|b|\gtrsim20^\circ$）和$1^\circ$（$7'$）的分辨率下，我们预测尘埃消光测量的不确定度$E(B-V)$为$0.005\ \mathrm{mag}$（$0.015\ \mathrm{mag}$）。这与现有尘埃图的不确定性相似，说明了我们方法的可行性。同时估算星系的大尺度结构，预计可以恢复星系的超密度$δ$，其精度为$1^\circ$（$7'$）分辨率下的$\sim0.01$（$\sim0.05$）。我们还介绍了贝叶斯形式主义，结合现有的尘埃地图的先验信息与银河系尘埃灭绝的可能性，从观测到的星系属性的漂移确定。
2021-06-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
On bursty star formation during cosmological reionization -- influence on the metal and dust content of low-mass galaxies
International Centre for Radio Astronomy Research, The University of Western Australia（国际射电天文学研究中心，西澳大学）；Facultad de Físicas, Multidisciplinary Unit for Energy Science, Universidad de Sevilla（塞维利亚大学物理学院，能源科学多学科单元）
研究爆发性恒星形成对高红移星系金属和尘埃含量的影响，通过ASHVINI模型分析不同反馈机制对金属和尘埃分布的影响，揭示其在低质量星系中的关键作用。
2026-03-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Large Scale Traces of Solar System Cold Dust on CMB Anisotropies
我们探索微波各向异性在大角度尺度上产生的冷和大的尘埃颗粒，预计存在于太阳系的外部部分，使用一个简单的玩具模型，这种diuse发射。它的振幅在远红外线的COBE数据的约束，并与文献中发现的模拟兼容。我们分析的模板后，减去我们的模型从WMAP ILC 7年的地图和宇宙学意义上的这种可能的前景进行调查。与角功率谱的低四极、两点关联函数、宇称和黄道面信号过剩有关的异常明显减轻。这一前景的影响，一些宇宙学参数表征的原始密度扰动，相关的正在进行的和未来的CMB各向异性实验的频谱，被发现。
2011-04-08 astro-ph.CO astro-ph.EP
Can denoising diffusion probabilistic models generate realistic astrophysical fields?
Harvard University（哈佛大学）
基于分数的生成模型已经成为生成对抗网络（GANs）的替代品，并对涉及学习和从复杂图像分布中采样的任务进行规范化。在这项工作中，我们调查的能力，这些模型产生的领域在两个天体物理背景下：暗物质质量密度场的宇宙学模拟和星际尘埃的图像。我们使用三种不同的度量标准来检查采样宇宙场相对于真实场的保真度，并确定要解决的潜在问题。我们展示了在灰尘上训练的模型在去噪灰尘图像中的概念验证应用。据我们所知，这是这类模型在星际介质中的首次应用。
2022-11-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
