Reconstructing the radial velocity profile of cosmic voids with kinematic Sunyaev-Zeldovich Effect
我们开发了一个估计，通过运动学的Sunyaev-Zeldovich效应对周围的星系来提取宇宙空洞的平均径向速度分布。用模拟的纯kSZ图和来自同一模拟的空目录数据对估计量进行了测试。结果表明，低角分辨率或大孔径测光滤波器半径会使恢复的信号衰减，但我们的估计器可以完全恢复平均径向速度剖面。通过应用估计普朗克2D-ILC CMB地图，与星系和空洞目录从BOSS DR 12，我们发现，估计的空洞速度分布是$3.31σ$除了零检测的空洞与连续上升的密度分布渐近平均密度;和$1.75σ$的空洞与正密度对比壳包围。通过将重建数据拟合到理论轮廓，我们发现对于两种类型的空隙，约化的$χ^{2}$分别为$1.19$和$0.62$，表明模型与数据拟合良好。然后，我们预测未来的CMB调查，包括SPT-3G，AdvACT和西蒙斯天文台的宇宙空洞的径向速度剖面的可探测性。我们发现，CMB残差的污染影响是可以忽略不计的调查面积超过$2,000~{\rm deg}^2$，特别是孔径测光尺寸小于$1\,{\rm arcmin}$。但是仪器噪声的影响是不可忽略的。对于未来的SPT-3G、AdvACT和西蒙斯天文台，从$3σ$到$10σ$ C.L.的探测是可能实现的，这取决于具体的仪器参数。这为从运动学Sunyaev-Zeldovich效应探索宇宙结构的动力学打开了一扇新的窗口。
2020-02-05 astro-ph.CO
Radial velocity statistics of cosmic voids as a probe of interacting dark energy
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Sun Yat-sen University（中山大学）；Institut d’Astrophysique de Paris, UMR 7095, CNRS, Sorbonne Université（巴黎天体物理学研究所，CNRS，索邦大学）
研究利用N体模拟，通过宇宙空洞径向速度统计来探测暗能量性质，发现其对3型相互作用暗能量模型参数敏感，在特定数据约束下有显著偏差，能为暗区相互作用提供独立可观测探测手段。
2026-07-16 astro-ph.CO
Cosmic Voids in Evolving Dark Sector Cosmologies: the Low Redshift Universe
我们提出了一个宇宙学的标准模型，$Λ$冷暗物质（$Λ$ CDM），和两个替代的宇宙学模型之间的空洞属性的比较与发展和相互作用的暗扇区：一个精粹模型（$ϕ$ CDM）和耦合暗物质-暗能量（CDE）模型。使用这些模型的$N$体模拟，我们得到了几个措施的空隙统计和属性，包括分布的空隙体积，椭圆率，prolateness，和平均密度。我们发现，来自CDE模拟的体积分布偏离来自$Λ$ CDM模拟的体积分布，在当今的宇宙，这表明存在一个耦合的暗扇区可以通过这个统计观察。我们还发现，分布的空洞椭圆率和prolateness实际上是难以区分的三个模型在红移范围$z=0.0-1.0$，表明简单的空洞形状统计是不敏感的暗扇区物理的微小变化。有趣的是，我们发现在三个模拟中的每一个中测量的平均空隙密度的分布是彼此不同的。特别地，平均而言，空隙在精粹模型下趋于最空，而在$Λ$ CDM模型下趋于最小。我们的研究结果表明，这是标量场存在于两种替代模型，导致空的空洞形成，而暗区的耦合减缓了物质从空洞疏散这种影响。
2017-03-15 astro-ph.CO
The clustering of critical points in the evolving cosmic web
专注于小的分离和重子声振荡尺度，宇宙演化的集群性能的峰值，空隙，壁，和服从型临界点测量使用两点关联函数在$Λ$ CDM暗物质模拟作为其相对稀有的功能。与高斯随机场的相应理论的定性比较使我们能够理解以下观察到的特征：i）在小间隔处出现禁区，其大小取决于稀有性和签名（\ie负特征值的数目）; ii）重子声学振荡碰撞的放大与稀有性及其对涉及负偏置临界点的互相关的反转; iii）峰和细丝（空隙和壁）的互相关的依赖于取向的小分离发散，其反映了细丝（壁）本征框架中这些点的相对轨迹。相关性的最重要的特征被制成表格。涉及最非线性临界点（峰，空隙）的（交叉）相关性显示出显着的变化与红移，而那些涉及较少的非线性临界点似乎大多不敏感的红移演化，这应该证明有利于模型。峰-壁和峰-空的最大值与峰-丝互相关的最大值的相对距离分别为$\sim\sqrt{2}$和$\sim\sqrt{3}$，这可以解释为宇宙晶体平均接近立方晶格的指示。对红移演化的不敏感性表明，在分析即将到来的大规模调查（如欧几里得或LSST）时，临界点的绝对和相对聚类可能成为标准聚类技术的拓扑鲁棒替代方案。
2020-11-09 astro-ph.CO
Cosmic event horizons and the light-speed limit for relative radial motion
宇宙事件视界将时空分割成互不相交的区域：那些光信号可以到达我们的区域，以及更远的区域，我们甚至在原则上都无法观察到。对于一种与永远膨胀的宇宙有关的宇宙视界，有一个简单直观的图像，宇宙视界位于何处，根据遥远星系和我们自己接近光速的相对速度：当达到光速极限时，来自遥远星系的光信号将无法赶上我们自己的星系;这个星系和更遥远的星系在宇宙视界的后面。应用于星系通常的衰退速度，这个简单的图像被证明是错误的。但是还有另一个相关的速度概念，它来自星系的相对论性相对速度，而星系的相对速度又是通过四个速度的平行传输来定义的。这篇文章展示了如何使用相对速度的概念，直观图像的关键元素是有效的，并且可以用于对宇宙视界的简化解释。当用相对径向速度来表述时，光追不上我们银河系的概念与计算是一致的，宇宙事件视界确实是遥远哈勃流星系的相对径向速度达到光速的极限。虽然推导本身需要先进的广义相对论的概念，我们也讨论了这一结果的教学宇宙事件视界在不太先进的设置，在那里学生没有介绍给完整的形式主义的广义相对论的后果。
2020-07-29 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic distance determination from photometric redshift samples using BAO peaks only
星系沿视线的分布受到多波段测光测量红移的不确定性的严重影响，这使得从重子声学振荡或由红移畸变探测的生长函数中获得宇宙距离信息变得困难。我们调查的传播的不确定性到大规模的聚类利用所有已知的估计，并提出楔形方法作为一个有前途的分析工具，以提取宇宙距离信息仍然留在光度星系样本。我们测试我们的方法，使用模拟的星系图与光度的不确定性$σ_{0} =\left(0.01, 0.02, 0.03\right)$。将测得的各向异性关联函数$ξ$分解为$s$的径向和$μ$的角向，并利用改进的RSD模型从理论上估计了$ξ(s,μ)$随$D_A$和$H^{-1}$的垂直和径向宇宙距离测度的变化.虽然径向宇宙距离$H^{-1}$是无法从三个光度星系样本中的任何一个探测，$D_A$的垂直分量被证实是准确测量后，即使完全边缘化的$H^{-1}$。我们测量$D_A$的精度约为6%，这几乎相当于我们可以预期从光谱DR 12 CMASS星系样本。
2019-07-12 astro-ph.CO
The Evolving Baryonic Tully Fisher Relation: A Universal Law from Galaxies to Galactic Clusters
University of Botswana（博茨瓦纳大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
本文通过演变的BTFR揭示星系和星系团遵循同一普遍缩放定律，其偏移源于不同的形成时期。
2025-12-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evidence for evolving Dark Energy from a new cosmic probe
Yale University（耶鲁大学）；Harvard University（哈佛大学）；Bishop’s University（主教大学）
利用 AGN 光变曲线构建哈勃图，发现暗能量方程状态的演化证据，为检验标准 ΛCDM 模型提供新方法。
2025-12-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Radio Mini-Halo Emission from Cosmic Rays in Galaxy Clusters and Heating of the Cool Cores
有人提出，星系团的冷核被宇宙射线（CR）稳定加热。如果是这样的话，在冷核心星团的中心区域经常发现的无线电迷你晕可能是来自CR的同步辐射。基于这一思想，我们研究了小晕的径向轮廓。首先，使用数值模拟，我们确认，这是适当的假设，辐射冷却的内集群介质（ICM）是平衡的CR流加热。在这些模拟中，我们假设CR的流动速度是ICM的声速，并且表明加热甚至比流动速度是Alfven速度的情况更稳定。然后，实际上假设冷却和加热之间的平衡，我们估计的径向轮廓CR压力在六个集群只从X射线观测。由于CR质子与ICM质子相互作用，我们可以预测所产生的同步辐射的径向轮廓。我们比较的预测与观察到的径向配置文件中的六个集群的迷你晕，发现它们是一致的，如果的CR的动量谱是陡峭的。这些结果可能表明堆芯实际上是被CR加热的。我们还预测了这六个团簇的宽带谱，并表明团簇的非热通量在硬X射线和γ射线波段很小。
2012-09-20 astro-ph.CO
Interpreting Cosmic Birefringence and DESI Data with Evolving Axion in $Λ$CDM
针对宇宙观测与标准$\Lambda$CDM模型的矛盾，提出基于动力学轴子场的统一框架，可同时解释宇宙双折射与暗能量状态方程偏离，参数自然且契合观测数据。
2025-08-01 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The Illustris simulation: the evolving population of black holes across cosmic time
我们研究了黑洞和它们的宿主星系在宇宙时间上的性质。“插图”是一个大尺度的宇宙流体动力学模拟，其分辨率为106.5 Mpc ^3，分辨率超过120亿个元素，包括与星系形成相关的最先进的物理模型。我们发现，红移z = 0 - 5的黑洞质量密度和黑洞质量函数在z = 0的Illustris预测是在最近的观测约束非常好的协议。我们发现，在z = 0和1的活动星系核的辐射热和硬X射线光度函数再现观测数据非常好，在整个动态范围内探测。除非辐射热校正被大大低估，否则这需要辐射效率平均较低，R <= 0.1，然而注意，在我们的模型中，辐射效率随着黑洞反馈效率而退化。宇宙缩小的活动星系核人口是在广泛的一致性与X射线调查的结果，但我们预测一个更大的数量密度的微弱活动星系核在高红移比目前推断的。我们还研究了黑洞-宿主星系的尺度关系作为星系形态，颜色和特定的恒星形成率的函数。我们发现黑洞和星系在大质量端共同演化，但对于低质量的蓝星系和恒星形成星系，它们与中心黑洞质量或核活动星系核活动没有紧密的关系。
2015-06-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Common origin for radio relics and halos: galaxy cluster-wide, homogeneous cosmic-ray distribution, and evolving magnetic fields
一些星系团以外围遗迹（迄今为止归因于初级、冲击（再）加速电子）或中心晕的形式显示出弥散的无线电发射。通过分析文献中的射电和X射线数据，我们发现了晕和遗迹之间的新联系，例如它们的峰值射电亮度与气柱密度之间的普遍线性关系。我们的研究结果表明，在一个集群中的晕，遗迹，和晕遗迹桥，都产生于相同的，均匀的宇宙线（CR）离子（CRI）分布。我们解析地推导了强子CRI碰撞中产生的次级电子和正电子（CREs）在任意磁场演化下的同步辐射特征。在我们的模型中，平坦的光谱晕（包括巨晕和迷你晕）来自稳态磁场，而遗迹和陡峭的晕反映了最近或不规则的磁场增长。这很自然地解释了晕、遗迹以及它们之间的联系的性质，而没有引起弱冲击或湍流中的粒子（再）加速。我们发现CRI的能量密度在u_p~10^-[12.4，13.3]erg cm^-3的范围内，谱指数s_p=-2.20+-0.05，并在一些晕和遗迹后面的距离星团中心2 Mpc的地方确定了~0.1的磁能分数。CRI的均匀性表明存在很强的CR扩散，D（100 GeV）>~ 10^32 cm ^2s ^-1。在弱激波（效率<10^-4）和湍流中，强磁化对大于10 GeV的CRE（再）加速施加了严格的上限;事实上，每一个弱激波都会略微降低平坦CRE的能量分数。
2010-11-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
A Scaling Relation of the Evolving Tidal Fields in a LCDM Cosmology
我们发现了宇宙网各向异性参数$A$、线性密度均方根涨落σ（r）和线性增长因子D（z）之间的标度关系。利用Millennium模拟得到的512^{3}个网格上z=0、2、5和127的潮汐场，计算了各网格分辨率下局部潮汐张量的最大特征值$λ$，并测量了其距离平均两点关联函数xi_{lambda}，作为局部主轴坐标系中极角cos（θ）余弦的函数。我们发现，xi_{lambda}是相当各向异性的，增加对最小物质压缩的方向，和各向异性的xi_{lambda}增加的红移，z，减少，并作为上距离截止r_{c}减少。将数值结果拟合到解析拟合模型中（\cos θ）\propto（1+A \cos^{n} θ）^{-1}，发现A的最佳拟合值（称为宇宙网各向异性参数）随σ系统地变化（r_{c}）和D（z），使我们能够确定简单的数学标度关系A（r_{c}，z）=0.8，D^{0.76}（z），sigma（r_{c}）$。
2010-05-11 astro-ph.CO
Cosmic Clocks
在扰动宇宙中，自大爆炸以来，在观测到的红移不变的二维表面上的共动示踪剂处于不同的适当时间。对于年龄独立已知的示踪剂，人们可以测量这些适当时间的扰动。这些来源的例子包括只发生在宇宙历史的一个短时期内的宇宙事件，以及不断发展的标准蜡烛和标准尺子。在本文中，我们推导出一个一般的规范不变的线性表达式，这种微扰的时空微扰。作为一个例子，我们证明了观测到的大尺度宇宙微波背景（CMB）的温度扰动正是由这些本征时间扰动给出的。加上Schmidt和Jeong（2012）导出的六个标尺扰动，这就完成了可以用标准标尺和蜡烛测量的独立观测量的集合。
2013-05-06 astro-ph.CO
Cosmic Dawn: Studies of the Earliest Galaxies and Their Role in Cosmic Reionization
我回顾了最早期星系研究的最新进展和挑战，当时宇宙的年龄不到10亿年。它们能否被用作宇宙再电离物理学的可靠示踪剂，从而补充其他更直接的星系际介质中性演化探测器？形成恒星的星系是再电离过程的主要因素吗？未来识别最早的没有化学浓缩的系统的前景如何？雄心勃勃的未来设施正在建设中，用于探索红移范围为6至20的星系和星系际介质，对应于我们现在认为的再电离时代的核心。我回顾了我们可以从目前的观察和在不久的将来与现有的设施推断这一时期，并得出结论，在未来的工作需要的关键问题清单。
2014-11-12 astro-ph.CO
Anatomy of Cosmic Tidal Reconstruction
21厘米强度巡天旨在通过超精细发射绘制宇宙中的中性氢原子。不幸的是，长波长（低波数）的径向模式被平滑的天体物理前景严重污染，这些前景比宇宙学信号亮六个数量级。这种污染也泄漏到更高的径向和角波数模式，并形成一个前景楔。宇宙潮重建的目的是通过非线性的潮汐相互作用，从局部小尺度功率谱的各向异性特征中提取大尺度信号，而小尺度模式的丢失将影响其重建性能。本文回顾了潮汐相互作用理论和估计量的构造，并推导了重建谱的理论表达式。我们表明，重建是强大的对特殊的速度。去除低视线$k$模式，我们证明了互相关系数$r$大于0.7的大尺度（$k <0.1$ $h/$ Mpc），即使与截止值$k^c_{\|}=0.1$ $h/$ Mpc。丢弃楔形模式将产生$0.3< r < 0.5$，并完全消除对$k^c_{\|}$的依赖性。我们的理论预测与这些数值模拟一致。
2019-04-02 astro-ph.CO
Manufacturing cosmic rays in the evolving dynamical states of galaxy clusters
星系团被认为是宇宙射线（CR）的储存库，这是从理论计算或对CR衍生观测值的探测中推断出来的。星系团中的CR加速主要归因于产生激波的动力学活动。集群中的冲击来自于合并或增生，但哪一个在产生CR方面更有效？在哪个动力学阶段？为什么呢？为此，我们研究的生产或注入的CR通过冲击和它的演化在星系团使用宇宙学模拟与{ \sc enzo}代码。粒子加速模型主要考虑热粒子的扩散冲击加速（DSA），但我们也报告了一个初步的研究与预先存在的CR。定义适当的动力学状态使用维里化的概念，我们研究了合并和非合并集群的样本。我们报告说，合并冲击（与马赫数$\mathcal{M}\sim2-5$）是最有效的CR生产者，而高马赫外围冲击（即$\mathcal{M}>5$）主要负责CR注入集群中的最亮相。集群一旦合并，永久偏离CR和X射线质量缩放的非合并系统，使我们能够使用它作为一种工具，以确定合并的状态。通过时间和空间演化研究，我们发现集群合并动力学和CR注入之间有很强的相关性。我们观察到X射线和CR注入的最亮相分别出现在每次合并后的1.0和1.5 Gyr附近，CR注入峰值在团簇维里半径（即$r_{200}$）附近。延迟CR注入峰在这项研究中发现值得进一步研究的可能影响CR派生观测量的演化从星系团。
2019-06-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
New Population Synthesis Models of the Cosmic UV Background
我们提出了改进的合成模型的不断变化的光谱的UV/X射线漫射背景，更新和扩展我们以前的结果。本文提出了一个“最小宇宙再电离模型”，其中星系紫外辐射率跟踪最近测定的恒星形成的宇宙历史，氢电离辐射的亮度加权逃逸分数随红移迅速增加，从z=3时的1%增加到z=8.5时的50%，星系际介质的聚集因子为C=3，而第三星族恒星对总银河系流量的贡献可以忽略不计。该模型提供了一个很好的拟合氢离子化率推断的流量递减测量，并产生一个光学厚度汤姆逊散射，τ_e=0.085，这是与WMAP的结果。
2011-03-27 astro-ph.CO
The orientation of disk galaxies around large cosmic voids
利用SDSS-DR 7的大样本星系，我们分析了宇宙空洞周围盘星系的排列。我们构造了一个完整的宇宙空洞样本（没有亮度大于M_r-5log（h）=-20.17的星系），其半径大于10 Mpc/h，红移达0.12。在这些空洞周围的壳层中的盘状星系被用来寻找星系角动量和空洞径向之间的特定对准。我们发现，在距离空洞表面不超过5 Mpc/h的范围内，空洞周围大于15 Mpc/h的盘状星系呈现出明显的角动量与空洞径向方向一致的趋势，与零假设相比，其显著性> 98.8%。这种排列的强度取决于空洞的半径，对于<15 Mpc/h的空洞，星系的取向分布与随机分布是相容的。最后，我们发现，在星系排列中观察到的这种趋势与在宇宙学模拟中发现的宇宙空洞周围的暗物质晕的短轴观察到的趋势相似，这表明这两个组成部分的演化可能存在联系。
2011-09-09 astro-ph.CO
Direct measurement of evolving dark energy density and super-accelerating expansion of the universe
通过对附近Ia型超新星的测量，得到的哈勃常数值比在更高的红移下得到的值要高。由于其宿主的特殊运动，我们发现在如此低的红移下，物质的含量只有在更高红移下的10%左右，这样低的物质密度不可能由ΛCDM膨胀背景下的密度扰动产生.最近，普朗克小组报告了一个较低的哈勃常数和较高的物质含量。我们发现，暗能量密度随宇宙时间的增加而增加，因此其状态方程参数随宇宙时间的增加而减小，在低红移处小于-1。这种暗能量演化是推动宇宙超加速膨胀的原因。在这个扩展的ΛCDM模型中，宇宙学红移代表时间而不是径向坐标，因此宇宙符合哥白尼原理。
2013-07-20 astro-ph.CO gr-qc
Elevated UV luminosity density at Cosmic Dawn explained by non-evolving, weakly mass-dependent star formation efficiency
本文利用高分辨率宇宙学模拟 FIREbox-HR 表明，FIRE-2 物理下不随红移演化且弱依赖晕质量的 SFE 可自然解释 z~6–14 的高 UV 光度密度。
2024-12-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Leptonic dark matter annihilation in the evolving universe: constraints and implications
宇宙电子和正电子过剩被解释为可能的暗物质（DM）湮灭产物。在这项工作中，我们调查的可能影响，这样的DM湮灭的情况下，在宇宙的演化历史。我们首先计算了河外$γ$ -射线背景（EGRB），它是由DM湮没带电轻子的末态辐射和电子/正电子与宇宙微波背景的逆康普顿散射产生的。DM晕轮廓和最小晕质量，这还没有很好地确定从目前的N体模拟，EGRET和费米望远镜的EGRB数据的约束。然后讨论了轻子DM模型对宇宙演化的影响，如星系际介质的再电离和加热、中性氢21 cm信号和结构形成的抑制等。我们发现，对氢21厘米信号的影响可能会显示有趣的DM湮灭的签名，但对恒星形成的影响并不显着。未来对21 cm信号的观测可用于对DM的性质进行新的约束。
2010-10-01 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The impact of evolving cosmic filaments on mass and spin evolution of dark matter halos
University of Seoul（首尔大学）；Chungnam National University（忠南国立大学）；Institut d’Astrophysique de Paris（巴黎天体物理研究所）；Kyung Hee University（庆熙大学）
通过追踪宇宙纤维的演化历史，发现纤维对邻近暗物质晕的质量吸积率和自旋取向产生系统性影响，揭示了纤维环境对晕的纯动力学作用。
2026-06-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Interpreting DESI's evidence for evolving dark energy
本研究结合DESI重子声学振荡等数据发现暗能量演化迹象，指出证据集中于状态方程导数而非均值偏移，提出PhantomX巧合现象并认为结论受参数先验影响显著。
2024-11-08 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic Star-Formation History Measured at 1.4 GHz
我们匹配的1.4 GHz的恒星形成星系（SFG）和活动星系核的本地光度函数的1.4 GHz差分源计数从$0.25 \ μ\mathrm{Jy}$到25 Jy使用光度和密度演化的组合。我们提出了最强大和完整的本地远红外（FIR）/无线电光度的相关性到目前为止，在体积有限的样本$\approx 4.3 \times 10^3$附近的SFG，发现它是非常紧密的，但明显的次线性：$L_\mathrm{FIR} \propto L_\mathrm{1.4\,GHz}^{0.85}$。如果局部FIR/射电相关不演化，SFG的演化1.4 GHz光度函数产生演化的恒星形成率密度（SFRD）（$ψ(M_\odot \ \mathrm{year}^{-1} \ \mathrm{Mpc}^{-3}$）作为大爆炸以来时间的函数。在1.4 GHz处测量的SFRD在早期快速增长，当$t \approx 3 \ \mathrm{Gyr}$和$z \approx 2$时在“宇宙正午”达到峰值，随后以$e$折叠时间尺度$τ= 3.2 \ \mathrm{Gyr}$衰减。这种演变是类似的，但有点强于，SFRD演变估计从UV和FIR数据。
2021-04-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Models of Distorted and Evolving Dark Matter Halos
我们调查的能力，基函数展开再现银河系般的暗物质晕，从宇宙学放大模拟提取的演变。对于每个快照，晕圈的密度被减少到基函数展开，插值用于重建快照之间的演化。晕密度的角度变化由球谐函数描述，径向变化由适于处理截断晕的双正交基函数或由样条函数描述。高保真度的轨道重建是可以实现的，使用类似的计算费用的方法。我们量化重建轨道的误差如何随膨胀阶数和快照间隔而变化。尽管有许多可能的双正交展开式，但很难击败具有中等数量项（$\gtrsim15$径向和$\gtrsim6$角向）的传统Hernquist-Ostriker展开式。作为两个应用程序的开发的机器，我们评估的潜在的时间依赖性的影响（i）银河系卫星的轨道，和（ii）在银河系和其他附近的星系中观察到的卫星平面。过去5 Gyr的时间演化使银河系卫星的轨道参数产生了$\sim 15$ %的不确定性，与观测误差或现今银河系势能的不确定性所引起的不确定性相当。平均而言，卫星的平面在演化和与时间无关的势中以相似的速率生长。如果平面变得更少或更多地与演化的晕的长轴或短轴对齐，则平面的厚度可以有更多或更少的生长。
2020-09-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Relative distribution of dark matter, gas, and stars around cosmic filaments in the IllustrisTNG simulation
我们提出了一个全面的研究，在z=0时使用IllustrisTNG模拟的大规模宇宙细丝的不同群体周围的物质分布。我们计算了暗物质（DM），气体和恒星的径向密度分布的细丝，我们在这些结构中的重子分数的分布。我们发现，重子严格遵循基本DM分布只有到r~7 Mpc的丝棘。在较短的距离（r<7 Mpc），丝的重子分数分布偏离宇宙值$Ω_\mathrm{b} / Ω_\mathrm{m}$。而在r~0.7-7 Mpc的径向区域，这种偏离是由于温热的星系际介质（WHIM）向暗条核的径向吸积（相对于宇宙分数产生了过量的重子），而暗条核（r<0.7 Mpc）则显示出明显的重子耗尽。对活动星系核（AGN）反馈事件在暗条中的效率的分析表明，它们具有足够的能量将气体喷射到暗条引力势阱之外。我们表明，大尺度环境（即密度与密度较低，较热与较冷的地区）有一个不可忽视的影响的DM，气体和恒星密度的绝对值周围的灯丝。然而，相对于底层DM密度场的重子的相对分布被发现是独立的细丝人口。最后，我们提供了不同种群的宇宙细丝的气体密度，温度和压力之间的标度关系。我们将这些关系与星系团的关系进行比较，发现这些宇宙结构占据了密度-温度平面和密度-压力平面的不同区域。
2022-03-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
The physical nature of the cosmic accretion of baryons and dark matter into halos and their galaxies
暗物质和重子的宇宙吸积成晕通常是用一些演化的维里关系来测量的，但最近的工作表明，大多数晕在宇宙晚期（z < 2）的增长不是物理的，而是维里半径演化的副产品（“伪演化”）。使用Omega 25，一套宇宙学模拟，将暗物质和气体动力学与不同的处理气体冷却，恒星形成，和热反馈，我们系统地探索物理学，管理宇宙吸积成晕和它们的星系。物理上有意义的暗物质和重子的宇宙吸积发生在z > 1的整个晕质量范围：M_200 m = 10^{11-14} M_sun。然而，暗物质，因为它是无耗散的，在> R_200 m（z）以壳状的方式沉积（在时间平均意义上），使得暗物质质量和密度在z < 1的晕内的任何半径处几乎没有物理增长。相比之下，气体，因为它能够辐射冷却，经验在所有半径的吸积显著，在一个速度，大致跟踪吸积率在R_200米，在所有的红移。进入的气体在~2 R_200 m处开始与暗物质分离，并继续吸积到更小的半径，直到在~ 0.1 R_200 m处出现强角动量支持。因此，虽然暗物质的增长是受伪演化，重子的增长不是。星系尺度上的气体吸积率跟踪R_200 m附近的吸积率，这一事实提供了深入了解星系的质量/大小和它们的宿主晕在宇宙时间之间的紧密关系。
2015-07-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmic Infrared Background Tomography and a Census of Cosmic Dust and Star Formation
本研究通过将多频段远红外强度图与SDSS光谱数据进行层析交叉相关，探测了0<z<4的宇宙远红外背景频谱，揭示了尘埃温度演化与密度变化，并精确量化了被尘埃遮蔽的恒星形成历史。
2025-08-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
A physical model for the evolving UV luminosity function of high redshift galaxies and their contribution to the cosmic reionization
[摘要]我们提出了一个物理模型的紫外（UV）光度函数（LF）的高z星系的演变，考虑到在一个自洽的方式，他们的化学演化和相关的尘埃灭绝的演变。该模型在z>~2处产生UV和Lyman-alpha LF的良好拟合。这两个LF之间的z=2和z=6的弱演化被解释为晕质量函数的负演化的综合效果，增加与红移的恒星形成效率，和尘埃消光。暗端的紫外LF的斜率被发现陡峭的红移增加，这意味着低光度星系越来越多地占主导地位的贡献，在越来越高的红移的紫外背景。在高z处观测到的紫外光光度范围意味着能够容纳活跃恒星形成的最小晕质量M_crit <~ 10^9.8 M_odot，这与流体动力学模拟的限制一致。根据Lyman-alpha LFs加上消光光度依赖性数据的拟合，以及z= 3的Lymanbreak星系和Lyman-alpha发射体的非电离紫外线与Lyman-continuum通量密度的实测比值，我们导出了电离光子逃逸分数与恒星形成率之间的简单关系，表明质量较小的星系具有较大的逃逸分数。已经在UV LF（M_UV <~ -18）中表示的银河系可以保持宇宙完全电离直到z=~6，与指向电离度在z~6以上快速下降的（不确定）数据一致。另一方面，从CMB实验推断的电子散射光学深度τ_es有利于电离度接近1，直到z=~9-10。如果M_crit =~ 10^8.5 M_odot，则可以实现与CMB数据的一致性，这意味…
2014-03-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Faint, Evolving Radio AGN in SDSS Luminous Red Galaxies
我们探测并研究了亮红星系团中弱射电活动星系核的性质。LRG样本包括来自斯隆数字巡天（SDSS）成像数据构建的LRG测光红移目录的760，000个天体，以及来自SDSS光谱样本的65，000个LRG。这些星系在10 s-100 s的microJy中具有典型的1.4 GHz的通量密度，来自低光度AGN的贡献主导了恒星形成的任何贡献。为了探测这种微弱的物体的无线电特性，我们采用了堆叠技术，使第一次调查图像剪切在每个光学LRG位置进行排序的参数的利益和中位数组合内箱。我们发现射电光度中值与光学光度（L_opt）的标度为L_1.4 GHz ~ L_opt^（beta），其中beta从z = 0.4时的beta ~ 1减小到z = 0.7时的beta ~ 0，这一结果可能是活动星系核宇宙缩小的指示。我们还发现，整体LRG人口，这是占主导地位的低光度活动星系核，经历了显着的宇宙演化之间的z = 0.2和z = 0.7。这意味着这些具有红移的大质量椭圆星系的活动星系核加热总量有相当大的增加。通过匹配FIRST星表，我们研究了与双叶射电星系（FR I/II）相关的LRG的发生率和性质。（节录）
2009-07-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
No evidence for a significant AGN contribution to cosmic hydrogen reionization
我们重新调查了一个声称的22个X射线探测到的活动星系核（AGN）的样本，在红移z > 4，这重新引发了争论，是否年轻的星系或AGN再电离宇宙。这些来源位于GOODS-S/CANDELS领域内，我们检查了所声称的X射线探测（钱德拉4 Ms成像内）的鲁棒性，并对光学/红外对应物的光度红移进行了独立分析。我们证实了22个报告的X射线探测中只有15个的真实性，而且发现22个光学/红外对应星系中只有12个实际上在z > 4处稳健地存在。综合这些结果，我们发现在GOODS-S场中只有7个z > 4的X射线活动星系核存在，其中只有一个z > 5。我们重新计算了活动星系核在高红移时产生的远紫外（1500埃）光度密度，发现它从z = 4到z = 6迅速下降，这与最近对活动星系核光度函数的研究结果一致.由活动星系核贡献的氢电离辐射率的相关快速下降，低于维持z ~ 6氢电离所需的水平。我们的结论是，所有现有的证据继续支持这样一种情况，即年轻星系再电离宇宙，AGN的，最多，宇宙氢再电离的一个非常小的贡献。
2017-12-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Tidal Disruption Events and Gravitational Waves from Intermediate-mass Black Holes in Evolving Globular Clusters Across Space and Time
我们提出了一个半解析模型的自洽发展人口的球状星团（GC）在一个给定的宿主星系在宇宙时间。我们计算的GCs仍然托管中等质量黑洞（IMBHs）在给定的红移在早期和晚期类型的星系不同的质量和大小的分数，以及相应的潮汐破裂事件（TDEs）的速率，主序星（MS）和白矮星（WD）。我们发现，整个GC人口的综合TDE率可以超过相应的速率在一个给定的星系核和$\sim 90$ %的TDE驻留在GC内的最大半径为$\sim 2-15$千秒差距从宿主星系的中心。这表明，旨在识别TDE的观测工作不应该仅仅局限于星系核，还应该考虑外星系晕，那里有大量的古老GC，它们将居住在IMBH中。事实上，这里预测的这种偏离中心的TDE可能已经被观察到了。在$z\leq 0.5$（$z=2$），MS TDE率比WD TDE率常见30（100）倍。我们还计算了整个宇宙时间的IMBH-SBH合并率，发现在低红移时典型的IMRI率为$\sim 0.5-3$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$的数量级，在GC形成的峰值附近，它变得高达$\sim 100$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$。先进的LIGO与VIRGO、KAGRA、ET和LISA相结合，将能够分别观察IMBH群体的底端和顶端。
2018-11-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Galaxy formation with cold gas accretion and evolving stellar initial mass function
星系-恒星质量函数的演化对检验当前的星系形成模型特别有用。观测数据揭示了与$Λ{\rm CDM}$模型预测的一些不一致之处。例如，大多数大质量星系已经在非常高的红移下被观测到，并且从那时起它们只经历了温和的演化。与此相矛盾的是，星系形成的半解析模型预测高红移的大质量星系数量不足，并且在红移1和0之间快速演化。此外，对于恒星形成星系，恒星形成速率和恒星质量之间存在很强的相关性，这可以用模型粗略地再现，但在高红移下归一化太低。此外，从宇宙恒星形成历史的积分得到的恒星质量密度比测量值高2倍。在本文中，我们研究了这些问题，使用半解析模型，其中包括：1）冷气体吸积在大规模的晕在高红移; 2）恒星质量从卫星星系潮汐剥离;和3）不断变化的恒星初始质量函数（底光）与更高的气体再循环分数。结果表明，1）和2）的组合效应可以在高红移处预测足够大质量的星系，并在低红移处再现星系的温和演化;而1）和3）的组合效应可以在宽的红移范围内再现恒星形成星系的恒星形成速率与恒星质量之间的相关关系。底部轻/顶部重的恒星IMF可以部分解决恒星质量密度和宇宙恒星形成历史之间的矛盾。
2010-03-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
An observational determination of the evolving extragalactic background light from the multiwavelength HST/CANDELS survey in the Fermi and CTA era
弥漫的河外背景光（EBL）是由宇宙历史上恒星形成过程中产生的紫外（UV）、可见光和红外（IR）光子形成的，包含着星系演化和宇宙学的重要信息。在这里，我们提出了一个新的确定不断发展的EBL光谱能量分布使用一种新的方法，纯粹基于星系的数据，旨在减少目前的不确定性较高的红移和IR强度。我们的计算使用多波长观测从紫外线到远红外线的大约150,000个星系的样本检测到$z\sim 6$在宇宙大会近红外深河外遗产调查（CANDELS）的五个领域从哈勃太空望远镜。这是迄今为止获得的最全面、最深入的多波长星系数据集之一。这些前所未有的资源，使我们能够得到整体EBL演变到$z\sim 6$及其不确定性。我们的研究结果同意宇宙观测估计从星系调查和$γ$ -射线衰减，如单色光度密度，包括那些在远红外线，和恒星形成率密度，也在最高的redshits。从我们的EBL近似，这将是强大的高红移和$γ$射线高达几十TeV的光学深度，将在配套文件中报告。
2021-09-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
An overview of what current data can (and cannot yet) say about evolving dark energy
本文系统评估了动力学暗能量偏好在超过35种数据集组合中的稳健性，发现同时包含PantheonPlus超新星和SDSS BAO会削弱该偏好，而SDSS-BAO与Union3、DESY5超新星组合则支持动力学暗能量。
2025-04-10 astro-ph.CO gr-qc
Radial excitations of current-carrying vortices
本文研究了具有U（1）xU（1）对称性的Witten模型中一类新的宇宙弦解的存在性。这些解决方案是超导与径向激发的凝聚存在的规范和ungauged电流。我们的结果表明，这些新的配置在宏观上可以是稳定的，但在微观上对径向扰动不稳定。然而，它们可能对网络演化和粒子发射产生重要影响。我们讨论这些影响和他们可能的签名。我们还评论与非相对论性凝聚态系统，这些解决方案可能是可观察到的类比。
2017-02-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
