Measuring the transition to homogeneity with photometric redshift surveys
我们研究了利用光度红移星表探测向均匀性转变的可能性。我们的方法是基于测量投影星系分布的分形,使用角距离,并只依赖于可观测的quantites。因此,它提供了一种以独立于模型的无偏方式检验宇宙学原理的方法。我们已经测试了我们的方法在不同的合成非均匀目录,并表明,它是能够区分一些分形模型具有相对较大的分形维数,尽管由于径向投影的信息损失。我们还研究了在ΛCDM宇宙学中,红移面元宽度、测光红移误差、偏差、非线性成团和观测面积对角均匀性指数H2(θ)的影响。即将进行的星系调查将能够在多大程度上限制向均匀过渡,这将主要取决于调查的总面积和调查区域的紧凑程度。特别是,一个类似于暗能量调查(DES)的调查应该能够很容易地辨别出某些分形维数高达D2 = 2.95的分形模型。我们相信,这种方法将有相关的应用即将到来的大型光度红移调查,如DES或大型综合巡天望远镜(LSST)。
2013-12-03 astro-ph.CO
Gravitational Wave Detection Using Redshifted 21-cm Observations
一个引力波穿过视线到达一个遥远的源时会产生一个频率偏移,这个频率偏移会导致红移空间的畸变。因此,引力波在红移空间中被印上了密度涨落的印记。引力波对红移空间功率谱的贡献。与来自特殊速度的主要贡献相比,具有不同的μ依赖性。这使得两个信号可以分离。在观测到的最高红移z处,探测的前景是最有利的。对中性氢(HI)的21厘米红移辐射的观测有可能探测到很高的红移。我们考虑了利用红移空间HI功率谱探测原初引力波的可能性。然而,我们发现,引力波信号,虽然存在,将无法检测到超地平线尺度,因为宇宙的变化和亚地平线尺度的信号是高度抑制。
2009-06-04 astro-ph.CO
Measuring redshift through X-ray spectroscopy of galaxy clusters: results from Chandra data and future prospects
在星系团的X射线光谱中普遍存在的Fe线复合物提供了测量它们的红移的可能性,而不诉诸光谱后续观测。在本文中,我们评估的准确性与星系团的红移可以从钱德拉存档数据的X射线光谱分析恢复。这项研究提出了一种对星系团进行大规模调查的策略,这些星系团的识别和红移测量都仅基于X射线数据。本文利用Chandra对星系团的观测资料,对X射线团簇谱中的K壳层和L壳层Fe线复合体进行了盲搜索。通过简单地分析C统计变化$ΔC_{stat}$作为红移参数的函数,可以检测到ICM谱中的Fe线。我们在不同的条件下重复测量,并将由X射线导出的红移$z_X$与通过光谱学$z_o$获得的红移进行比较。我们探讨了如何先验的金属丰度和光度可以有效地用于减少灾难性的错误。该$ΔC_{stat}$提供了最有效的手段,以丢弃错误的红移措施,并估计实际的误差$z_X$。我们确定了一个简单而有效的程序,最佳测量星系团的X射线光谱分析的红移。当这一方法应用于从高灵敏度、广域星系团巡天中提取的模拟星表时,如宽视场X射线望远镜(WFXT)任务中提出的星表,就有可能获得完整的X射线星系团样本,并得到可靠的红移测量,从而避免了耗时的光谱观测。这种方法将使人们有可能通过直接使用X射线数据研究星系团质量函数的演变来追踪宇宙的增长。
2011-04-05 astro-ph.CO
Measuring the scalar induced gravitational waves from observations
我们利用宇宙微波背景(CMB)观测和引力波观测测量了标量诱导的引力波。在$Λ$ CDM+ $r$模型中,我们通过附加标量功率谱将宇宙学参数限制在标量诱导引力波的演化范围内。窄功率谱和宽功率谱这两种特殊情况对宇宙学参数有影响,特别是Planck 18 +BAO+ BK 15 +LISA组合。我们还比较了LIGO,LISA,IPTA和FAST项目中的四个数据集的数值结果。FAST的约束对张量标量比有显著影响。
2021-01-25 astro-ph.CO
Gravitational redshift in the void-galaxy cross-correlation function in redshift space
我们构建了一个分析模型的空隙-星系交叉关联函数,使理论预测的偶极信号产生的引力红移占主导地位的空隙内的第一次。通过将星系红移空间畸变的理论公式推广到星系特有速度$\bm v$和引力势的二阶项,我们在红移空间中建立了空-星系交叉关联函数多极子、双极$ξ_0^{(s)}$、偶极$ξ_1^{(s)}$和四极$ξ_2^{(s)}$ .我们发现偶极$ξ_1^{(s)}$主要是由引力红移,这提供了一个独特的机会来检测的引力势的空洞。因此,对于偶极$ξ_1^{(s)}(s)$,引力红移是至关重要的。虽然高阶效应对双极$ξ_0^{(s)}$几乎可以忽略不计,但对四极$ξ_2^{(s)}$有影响。讨论了星系的随机速度和空心的定义对偶极信号的影响。我们的模型为探测空区引力红移提供了一个新的理论探索,也为进一步检验宇宙学和引力提供了一个新的理论依据。
2018-08-29 astro-ph.CO
Measuring the primordial gravitational waves from cosmic microwave background and stochastic gravitational wave background observations
我们从宇宙微波背景(CMB)和随机引力波背景(SGWB)观测中约束了原初引力波。SGWB提供了探索早期宇宙和宇宙演化的最新途径,可以通过原始引力波来反映。我们不仅结合LIGO观测和CMB测量原始引力波,而且预测了LISA探测器和PTA项目的潜在能力。在$Λ$ CDM+ $r$ + $n_t$模型中,标准的六个参数与SGWB观测值略有不同。而张量-标量比和张量谱指数的约束条件在SGWB观测中得到了明显改善。FAST项目对张量标量比和张量谱指数有显著影响,即在$95\%$置信水平下的$r<0.028$和$n_t=-0.41^{+0.64}_{-0.96}$。
2022-04-20 astro-ph.CO
The VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey: Measuring the growth rate of structure around cosmic voids
我们在已完成的VIMOS公开河外红移巡天(VIPERS)中发现了空洞,使用基于搜索空球的算法。我们测量了空洞中心和完整星系目录之间的互相关。互关联函数在两个VIPERS场(W1和W4)中表现出明显的各向异性,这是线性红移空间畸变的特征。通过测量投影的互相关,然后将其解投影,我们能够估计未失真的互相关关联函数。我们建议,给予一个足够好的测量交叉关联函数一个应该能够通过应用一个简单的线性高斯流模型的红移空间失真(RSD)来测量结构的线性增长率。我们对306个模拟星系目录中的空洞进行的研究表明,VIPERS能够测量$β$,误差约为$25\%$。应用我们的方法的VIPERS数据,我们找到了一个值的红移空间畸变参数,$β= 0.423^{+0.104}_{-0.108}$,这给我们使用的星系人口的偏差给出了一个线性增长率$fσ_8 = 0.296^{+0.075}_{-0.078}$在$z = 0.727$。这些结果与使用标准技术在平行VIPERS分析中观察到的值一致。
2016-11-21 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
Measuring the modified gravitational waves propagation beyond general relativity from CMB observations
在修正的引力理论中,引力波的传播是以非标准的方式表示的。我们考虑了一个不同于GR的摩擦项,并从观测中约束了修正的引力波传播。修正后的引力波产生各向异性和极化,产生可测量的张量功率谱。我们探讨了摩擦项对B模式功率谱的影响以及对其他参数约束的影响(例如,$r$或$A_t$),当允许$ν_0$在来自Planck+ BK 18数据集的蒙特卡罗分析中变化时。如果我们假设标量扰动的结果不变,则暴胀相容性关系随摩擦项而改变。在$Λ$ CDM+ $r$ + $ν_0$模型中,张量与标量的比值和张量谱的幅值受到明显的影响.
2022-07-01 astro-ph.CO
Measuring Redshift-Space Distortions using Photometric Surveys
我们概述了如何红移空间失真(RSD)可以测量的角度关联函数w(θ),从光度测量星系。RSD和星系偏差之间的自然简并可以通过比较结果与高帽星系选择的红移,和基于星系对中心的径向位置的bin。这种比较也可以用来测试光度红移的准确性。RSD的存在将清楚地检测到下一代的光度红移调查。我们表明暗能量巡天(DES)将能够测量f(z)σ_8(z)到(17 { \times } b)%的1σ精度,使用从z = 1的单个窄红移切片中绘制的星系。这里b是线性偏差,f是线性增长率相对于比例因子的对数变化率。扩展到对一系列宽度为0.02(1 + z)且0.5 < z < 1.4的仓的w(θ)的测量,在给定模型f = Ω_m(z)^γ的情况下,并假设一个线性偏置模型的演化使得b = 0.5 + z(并固定其他宇宙学参数),将测量γ到25%的1σ精度。我们的分析预测的准确性得到证实,使用模拟目录从MICE合作进行的模拟。
2011-04-07 astro-ph.CO
Comment on `Measuring the Hubble Constant Using Strongly Lensed Gravitational Wave Signals'
The Chinese University of Hong Kong (CUHK)(香港中文大学)
本评论针对Huang等人声称仅用透镜红移即可从透镜化引力波测量哈勃常数的研究,通过指出其结论与引力波透镜系统参数简并性研究矛盾,证明仅靠透镜红移无法测量哈勃常数。
2026-09-03 astro-ph.CO
Measuring the scale of cosmic homogeneity with SDSS-IV DR14 quasars
利用斯隆数字巡天(SDSS-IV DR 14)第14次数据发布的类星体样本,确定了红移范围$0.80<z<2.24$内的宇宙均匀性尺度。我们将样本分成4个红移箱,每个箱都有$N_{\rm q} \geq 19,000$类星体,跨越整个调查的红移覆盖范围,并使用两个关联函数估计来测量标度球内计数及其对数导数,即,分形关联维数,$D_2$。以$Λ$ CDM宇宙学为基准模型,我们首先估计了类星体偏差的红移演化,然后估计了底层物质分布的均匀性尺度$r_{\rm{hom}}^{\rm{m}}$。我们发现,$r_{\rm{hom}}^{\rm{m}}$表现出减少的趋势与红移和所获得的值是在很好的协议与$Λ$ CDM预测在整个红移区间的研究。因此,我们的结论是,大尺度均匀性假设是一致的最大空间分布的类星体目前可用
2018-09-28 astro-ph.CO
Measuring the distances to quasars at high redshifts with strong lensing
强透镜类星体的时间延迟测量是众所周知的,提供“时间延迟距离”$D_{Δt}=(1+z_L)D_LD_S/D_{LS}$和角直径距离透镜星系$D_L$。这两种距离对宇宙学参数给出了严格的限制。在这项工作中,我们探索了一种不同的使用时间延迟观测:在一个平坦的宇宙的假设下,强透镜观测可以准确地测量角直径的源$D_S$的距离。根据预测,类星体的相应红移可能达到$z_S\sim4$。高红移距离将采样Ia超新星和CMB之间的哈勃图,独立于宇宙模型提供关于我们宇宙性质演化的直接信息,例如,暗能量状态方程参数$w(z)$。我们将我们的方法应用于现有的透镜系统SDSS 1206+4332,并在$z_S=1.789$上得到$D_S=2388_{-978}^{+2632}Mpc$。并对LSST的时代进行了预测。$D_S$的不确定度取决于透镜和光源的红移、$D_{Δt}$和$D_L$的不确定度以及$D_{Δt}$和$D_L$之间的相关性。更大的相关性将导致更严格的$D_S$测定。
2019-08-08 astro-ph.CO
Measuring cosmic expansion with diffractive gravitational scintillation of nanoHertz gravitational waves
本文提出利用脉冲星计时阵列观测纳赫兹引力波被前景星系盘衍射透镜产生的闪烁效应,结合红移信息精确测量宇宙膨胀,单个源有望推断数百个红移-距离对。
2024-07-03 astro-ph.CO
Local gravitational redshifts can bias cosmological measurements
通过距离-红移关系测量宇宙学参数通常依赖于假设均匀宇宙的模型。人们通常认为,如果观测中探测到的距离足够大(与不均匀性的尺度相比),并且在天空的不同方向上取平均值,那么我们宇宙中明显的大尺度结构对测量的影响可以忽略不计。当考虑到我们的局部引力势引起的引力红移的影响时,这种假设就不成立了,它以同样的方式改变了来自所有距离和方向的光。尽管它的大小很小,但这种局部引力红移在使用SN Ia数据的宇宙学推断中产生了明显的影响。假设保守的先验知识的本地电位采样范围内的引力势银河般的星系在宇宙学模拟中确定的位置,我们表明,忽略引力红移效应在标准的数据分析导致额外的系统误差~ 1%的密度参数和暗能量状态方程的确定。我们的结论是,我们的本地引力场影响我们的宇宙学推断的水平,这是重要的,在未来的观测,旨在实现100级的精度。
2015-06-23 astro-ph.CO
Effects of baryons on the gravitational redshift profile of ΛCDM halos
引力红移和其他相对论效应开始在星系团的背景下进行研究。Wojtak等人和其他人在星系团红移剖面中以及Alam等人在星系群的互相关联函数中测量到了与广义相对论中预期的一致的畸变。在低于~20 Mpc的尺度上,$h$模拟表明引力红移比其他效应占主导地位。然而,这种信号与引力势的形状和深度有关,因此与星系和星系团中的物质密度有关。我们研究了重子物理对大质量(群和团大小)晕的引力红移剖面的影响。我们比较了从MassiveBlack-II宇宙流体动力学模拟和同一模拟的仅暗物质版本中获得的晕中不同组分的剖面。我们发现,包含重子,冷却,恒星形成和反馈显着改变相关的内部密度分布。这些重子效应导致整体增加的引力红移和横向相对论性多普勒效应高达~50%的群大小晕。我们将展示如何修改纳瓦罗弗伦克白晕配置文件可以用来参数化这些差异,并提供相关的晕配置文件适合。
2019-01-17 astro-ph.CO
Cosmological Parameter Estimation from the Two-Dimensional Genus Topology -- Measuring the Expansion History using the Genus Amplitude as a Standard Ruler
我们在SDSS-III BOSS星表的二维切片中测量星系分布的属,以约束宇宙膨胀历史的宇宙学参数。BOSS目录被分为12个同心壳的红移范围$0.25 < z < 0.6$,我们反复测量属的二维星系密度场,每次改变宇宙学参数用于推断的距离红移关系的外壳。我们还利用SDSS主星系样品中低红移星系$z < 0.12$的三维亏格间接重建了二维亏格振幅。我们结合低和高的红移测量,找到宇宙学模型,最大限度地减少红移的属振幅的演变,使用的事实,这个量应该是保守的。作为一种距离测量,该测试对物质密度参数($Ω_{\rm m}$)和暗能量状态方程($w_{\rm de}$)敏感。在结合高低红移测量和普朗克CMB数据后,我们发现了一个$w_{\rm de} = -1.05^{+0.13}_{-0.12}$,$Ω_{\rm m} = 0.303 \pm 0.036$的约束。更高的红移数据和低红移数据集的组合将允许更强的约束。
2021-02-02 astro-ph.CO
Tracing the redshift evolution of Hubble parameter with gravitational-wave standard sirens
BBO和DECIGO等天基引力波探测器可以探测到约10^6个中子星双星,并以高精度确定到双星的光度距离。结合光度距离和电磁导出的红移,我们将能够探测到宇宙膨胀到高红移。本文证明了哈勃参数作为红移的函数,可以用天空中光度距离的偶极分量和二极分量直接测量。结果表明,在观测时间为1年、3年和10年的情况下,在z=1之前的每个红移面元中,哈勃参数的测量精度分别为3- 14%、1.5- 8%和0.8-4%。
2011-04-27 astro-ph.CO
Measuring the growth of structure by matching dark matter haloes to galaxies with VIPERS and SDSS
我们测试的结构形成的历史,从红移1到今天的匹配星系从毒蛇和SDSS与暗物质晕的MultiDark SMDPL N体模拟。我们首先表明,标准的subhalo丰度匹配(SHAM)的配方实施MultiDark的特点以及在红移0的SDSS和红移1的VIPERS的星系集群。这是在高红移下对SHAM模型的一个重要验证。然后,我们重新映射的模拟时间步长,以测试替代的增长历史,并推断的增长指数$γ=0.6\pm0.3$。这一分析表明,使用N体模拟的宇宙学推断的星系调查的前向模型的力量。
2022-03-02 astro-ph.CO
A Zeldovich reconstruction method for measuring redshift space distortions using cosmic voids
空-星系关联$ξ^s$中的红移空间畸变(RSD)提供了低密度环境中结构线性增长率的信息。这些RSD效应的精确建模也可以允许在竞争性Alcock-Paczynski测量中使用空隙。线性理论模型的$ξ^s$是能够提供非常好的描述模拟数据的所有尺度上提供的真实空间的空隙位置是已知的。然而,通过参考模拟数据,我们证明了失败的假设隐含在当前模型的$ξ^s$的空洞直接确定在红移空间,将是最简单的使用真正的观测数据。为了克服这个问题,我们提出使用密度场重建方法的基础上Zeldovich近似恢复的真实空间的空位置从红移空间数据。我们发现,这恢复了$ξ^s$的理论和数据之间的良好协议。执行重建需要输入宇宙学模型,因此,为了自洽,我们必须对每个要测试的模型执行重建。我们应用这种方法来模拟星系和空洞目录中的大MultiDark $N$体模拟和一致恢复基准增长率的精度$3.4\%$使用的模拟体积$(2.5\;h^{-1}\mathrm{Gpc})^3$。
2018-10-16 astro-ph.CO
Clues on void evolution II: Measuring density and velocity profiles on SDSS galaxy redshift space distortions
利用空-星系交叉关联函数的红移-空间畸变,分析了不同环境中空的动力学行为。我们计算了斯隆数字巡天(SDSS)中的空-星系交叉关联函数,它是根据视线上的距离和投影到天空中的距离计算的。我们分析的互相关等密度水平上的失真,我们发现各向异性等值线与膨胀的大空隙,顺利上升的密度分布和崩溃的小空隙与周围的过密壳一致。基于引力坍缩理论的线性化方法,我们建立了空-星系红移空间交叉关联函数的参数模型。我们表明,该模型可以用来成功地恢复底层的速度和密度分布的红移空间样品的空洞。通过将这种技术应用于实际数据,我们确认了空隙动力学的双重性质:大空隙通常处于膨胀阶段,而小空隙往往被过密和塌陷区域所包围。这些结果是从SDSS分光星系表和半解析模拟星系表中得到的,从而支持了标准LCDM模型再现大尺度结构和动力学的可行性。
2013-09-26 astro-ph.CO
On Modeling and Measuring the Temperature of the z~5 IGM
在高红移的低密度星系际介质(IGM)的温度是敏感的氢和HeII再电离的时间和性质,并可以从莱曼α森林吸收光谱测量。由于星系际气体在再电离过程中对加热的记忆会逐渐消失,因此需要尽可能接近再电离的测量。此外,在足够高的红移下测量IGM温度应该有助于隔离氢再电离的影响,因为HeII再电离开始较晚,在较低的红移下。受此启发,我们使用斑片状再电离的半数值模型来模拟z>5时的IGM温度。我们构建模拟莱曼α森林光谱从这些模型,并考虑其可观察到的影响。我们发现,在莱曼α森林的小尺度结构是敏感的IGM的温度,即使在红移的森林中的平均吸收高达90%。我们预测的精度在z~5 IGM温度可以测量使用现有的高分辨率类星体光谱的样本,并发现有趣的限制是可能的。例如,一个早期的再电离模型,其中再电离在z~10结束,应该是可区分的-在高统计显著性-从一个较低的红移模型,其中再电离在z~6完成。我们讨论改进我们的建模,可能需要强大的解释未来的测量。
2014-03-25 astro-ph.CO
A distortion of very--high--redshift galaxy number counts by gravitational lensing
观测到的高红移星系候选者的计数已经被用来建立一个统计描述的恒星形成活动在红移z >~ 7,当星系再电离宇宙。标准模型预测,引力透镜的高发生率可能会扭曲这些最早星系的流量和数量的测量。据估计,这种情况发生的原始概率约为0.5%,但由于观测偏差,可能会更大。在这里,我们报告说,引力透镜很可能占主导地位的观测性质的星系的红移z >~ 12,当仪器的极限星等预计将比星系样本的特征星等。数量计数可以修改一个数量级,大多数星系是多重成像系统的一部分,距离z ~ 2处较亮的前景星系不到1弧秒。这种由透镜引起的高红移星系和前景星系的关联,可能已经在z ~ 10.6的候选星系样本中观察到了。未来的巡天观测需要考虑高红移星系样本中显著的引力透镜偏差。
2011-01-12 astro-ph.CO
Measuring the Dark Matter Halo Mass of X-ray AGN at z~1 using photometric redshifts
利用AEGIS、COSMOS和ECDFS巡天的观测数据,通过与星系的交叉关联函数,推断了中等亮度[LX(2-10 keV)= 42.9 erg s-1] X射线活动星系核在z~1处的偏差和暗物质晕质量。在对比标准的交叉关联函数估计,我们提出了一种方法,只需要光谱的活动星系核和光度红移概率分布函数的星系,以确定投影的真实空间活动星系核/星系交叉关联函数。在AEGIS、COSMOS和ECDFS联合观测场中,对活动星系核X射线的暗物质晕质量的估计值为~ 13 h-1 M_solar,与以前在类似红移和光度范围内的研究结果一致。从样品中去除5%的活动星系核与X射线选择的集团的结果减少约0.5德克斯在推断活动星系核暗物质晕质量。活动星系核在暗物质晕质量中的分布因此是偏斜的,大部分人口生活在中等质量的晕中。这一结果有利于冷气体吸积作为大部分X射线活动星系核的超大质量黑洞生长的主要通道。
2012-12-20 astro-ph.CO
Measuring the distance-redshift relation with the baryon acoustic oscillations of galaxy clusters
我们分析了迄今为止最大的星系团光谱样本,并从重子声学振荡中提供了距离-红移关系的观测约束。在这项工作中考虑的集群样本已被提取从斯隆数字巡天在三个中位数红移,$z=0.2$,$z=0.3$,和$z=0.5$。对象的数量分别为$12910$、$42215$和$11816$。我们在三个样品中都探测到了重子声学振荡的峰值。导出的距离约束为:$r_s/D_V(z=0.2)=0.18 \pm 0.01$、$r_s/D_V(z=0.3)=0.124 \pm 0.004$和$r_s/D_V(z=0.5)=0.080 \pm 0.002$。结合这些测量,我们得到强大的宇宙学参数的约束。我们的结果与标准的$Λ$冷暗物质模型一致。具体来说,我们约束的哈勃常数在$Λ$ CDM模型,$H_0 = 64_{-9}^{+14} \, \mathrm{km} \, \mathrm{s}^{-1}\mathrm{Mpc}^{-1}$,曲率能量的密度,在$oΛ$ CDM上下文中,$Ω_K = -0.015_{-0.36}^{+0.34}$,最后的参数的$ow$ CDM情况下,$w = -1.01_{-0.44}^{+0.44}$的暗能量状态方程。这是第一次只用星系团的重子声学振荡的峰值来约束距离-红移关系。
2015-10-29 astro-ph.CO
The effect of redshift degeneracy and the damping effect of viscous medium on the information extracted from gravitational wave signals
考虑到宇宙学红移$z_c$,从GW信号中提取的GW源质量比其本征值大$1+z_c$倍,探测器与GW源的距离应视为光度距离。然而,在对GW数据进行分析时,除了宇宙学红移外,还需要考虑其他类型的红移,如多普勒红移和引力红移,而这些红移实际上是被忽略的,因此从GW中提取的参数可能会偏离其固有值。可能影响GW的另一个因素是GW的传播路径中的粘性介质,其可以以$16πGη$的阻尼率来阻尼GW。一些研究表明,暗物质之间可能存在相互作用,因此暗物质可能是宇宙介质粘性的起源。然后GW可能会被由暗物质组成的粘性介质迅速阻尼,例如中等质量黑洞周围的暗物质“迷你尖峰”。本文主要讨论了多普勒效应、引力红移以及粘性介质的阻尼效应对从引力波信号中提取引力波源的质量和红移等信息的影响。
2020-12-06 astro-ph.CO
Gravitational-wave standard siren without redshift identification
DECIGO和BBO等天基引力波探测器将探测$\sim10^6$中子星双星,并以高精度确定到双星的光度距离。结合光度距离和宇宙学引起的GWs相位修正,可以在不需要宿主星系红移测量的情况下,通过电磁观测测量宇宙膨胀到高红移,并可以成为探测暗能量的一个独特的方法。本文基于文献[1]中的结果,研究了没有红移信息的GW标准警报器对未来天基GW探测器的暗能量状态方程的约束能力。我们还比较了与其他仪器和方法所获得的结果。
2012-04-13 astro-ph.CO
Effect of gravitational lensing on the distribution of gravitational waves from distant binary black hole mergers
对双黑洞合并的红移和啁啾质量分布的详细观测有望为它们的起源提供线索。本文建立了一个同时考虑强、弱引力透镜的引力透镜放大率概率分布函数的混合模型,并利用它研究了引力透镜放大率对正在进行和将来的引力波观测中发现的遥远双星黑洞合并产生的引力波分布的影响。我们发现,引力透镜放大的效果是显着的,在高端观察到的啁啾质量和红移分布。虽然观测到的啁啾质量分布中的高质量尾是由高度放大的引力透镜事件产生的,但我们发现,高度缩小的强透镜事件图像在观测到的红移分布中产生了高红移($z_{\rm obs}> 15$)尾,这在第三代引力波天文台中很容易观察到。这样一个缩小的,明显的高红移事件预计将伴随着一个放大的图像,通常是观察到的缩小图像前$10-100$天。对于产生明显非常高的啁啾质量的高度放大的事件,我们期望具有相似放大率的事件对,其时间延迟通常小于一天。这项工作表明了引力透镜放大(缩小)对解释明显非常高质量或红移的引力波事件的至关重要性。
2018-08-06 astro-ph.CO
Measuring gravitational lens time delays using low-resolution radio monitoring observations
获得透镜时间延迟测量值需要具有足够高的分辨率(< 1 arcsec)的长期监测活动以分离多个图像。在无线电中,有限数量的高分辨率干涉仪阵列使得这些观测难以安排。为了克服这个问题,我们提出了一种测量引力时间延迟的技术,该技术依赖于用低分辨率但高灵敏度的射电望远镜监测总通量密度,以跟踪较亮图像的变化。然后,这被用来触发最佳数量的高分辨率观测,然后揭示较暗图像中的变化。我们提出了模拟,以评估这种方法的效率与一个试点项目观察射电透镜系统与韦斯特博克综合射电望远镜(WSRT)触发甚大阵(VLA)的意见。这种新方法很有希望测量时间延迟,因为它在高分辨率望远镜上使用相对较少的时间。这将是重要的,因为具有高灵敏度但分辨率有限的仪器,加上适当射电望远镜后续高分辨率观测的最佳使用,将来可能有助于通过这种新方法测量引力透镜时间延迟。
2014-03-19 astro-ph.CO
Measuring the Universe with galaxy redshift surveys
星系红移巡天是当前标准宇宙学模型的支柱之一,也是理解宇宙加速起源的实验努力的关键工具。为此,下一代调查的目标是在暗能量状态方程$w(z)$和结构$f(z)$的增长率的测量中实现亚百分比的精度。然而,这需要对系统误差进行类似的控制,强调需要改进建模方法。在这篇文章中,我们回顾了{ \it Darklight}项目在这个方向上所做工作的一些亮点。在ERC高级资助的支持下,{ \it Darklight}开发了聚类分析的新技术,在最终应用于星系数据之前,通过数值模拟进行了测试,特别是最近完成的VIPERS红移调查。我们特别关注:(a)在根据红移空间畸变估计结构增长率方面的进展;(b)通过根据调查数据对密度场进行全球贝叶斯重建进行参数估计;(c)大质量中微子对大尺度结构测量的影响。总的来说,{ \it Darklight}为即将到来的高精度实验铺平了道路,例如欧空局下一个宇宙学任务{ \it Euclid}。
2018-03-28 astro-ph.CO
Measuring the redshift dependence of the CMB monopole temperature with PLANCK data
利用星系团引起的热Sunyaev-Zeldovich各向异性,研究了普朗克数据约束宇宙微波背景黑体温度偏离绝热演化的能力.我们考虑两种类型的数据集:宇宙学信号被删除的时间有序信息或从最终的地图中删除;和两个不同的统计估计,基于温度各向异性在两个不同的频率的比率,并在一个适合的频谱变化的集群信号与频率。为了测试系统学,我们从发射前普朗克天空模型中的水模拟中绘制的集群构建了一个模板。我们证明,使用专有的目录的X射线选定的集群测量的红移,电子密度和X射线温度,我们可以约束偏差的绝热演化,测量的参数$α$的红移标度$T(z)=T_0(1+z)^{1-α}$,与$σ_α=0.011$的准确性在最佳的情况下,与$σ_α=0.016$为一个不太理想的情况下。这些结果比使用类星体谱线进行的类似测量提高了2-3倍,比使用较小的星团样本的早期结果提高了6-20倍。
2012-03-08 astro-ph.CO
Comparing gravitational redshifts of SDSS galaxy clusters with the magnification redshift enhancement of background BOSS galaxies
对星系团质量函数演化的清晰测量可以从z < 0.5以下星系团质量的快速增长中显着提高我们对宇宙学的理解。在这里,我们研究的一致性集群目录选择SDSS通过应用两个独立的基于重力的方法,使用所有可用的光谱红移从DR 10版本。首先,我们分别在GMBCG和redMapper星表中检测到20,119和13,128个光谱红移的星系团的引力红移相关信号,其水平为$\sim - 10$ km s $^{-1}$。我们发现,这是一致的预期使用的丰富的质量关系的文献,并应用最近澄清的相对论和通量偏差修正后的幅度。这个信号也与Wen et al.(2012)的更大目录中最丰富的星团一致,对应于$M_{200m} \gtrsim 2 \times 10^{14}\,\mathrm{M}_\odot\,h^{-1}$,但是我们发现对于不太丰富的星团没有显著的引力红移信号,这可能与来自子结构和虚假星团检测的整体运动有关。其次,我们发现所有三个目录产生质量依赖的水平的透镜放大率的偏差,这提高了平均红移的通量选择的背景星系的BOSS调查。这种透镜效应的大小一般与调查中所主张的相应的财富-质量关系相一致。我们的结论是,所有的目录包括一个高比例的可靠的集群,GMBCG和redMapPer集群查找算法有利于更轻松的集群与一个有意义的引力红移信号,如预期的红色序列颜色选择的GMBCG和redMapPer样本。
2014-10-22 astro-ph.CO
On Measuring the CMB Temperature at Redshift 0.89
利用甚长基线阵和相控甚大阵对引力透镜放大射电源PKS 1830-211的前景星系HC 3 N(3-2)和(5-4)吸收进行成像,测量了z = 0.88582的宇宙微波背景辐射场T_CMB的温度。低分辨率成像的数据产生的旋转温度Trot的值为Trot = 5.6+2.5-0.9 K,这与吸收体红移为2.73(1+z)K时的宇宙微波背景的温度一致。然而,我们的高分辨率成像显示,前景气体的吸收峰位置与PKS 1830-211 SW的同步辐射的连续峰位置偏移,这表明吸收云只覆盖了PKS 1830-211的部分发射,而不是整个核心喷流区域。这改变了线连续比,我们发现Trot在1.1和2.5 K之间,低于预期值。这表明先前的Trot测量可能由于未解析的结构而存在偏差。
2012-12-21 astro-ph.CO
Measuring our peculiar velocity from spectroscopic redshift surveys
本文提出观测者之指(FOTO)效应,通过分析红移巡天功率谱多极矩的振荡信号,利用红移校正方法确定本动速度的大小和方向,可用于检验宇宙微波背景偶极矩或提取宇宙学信息。
2025-04-03 astro-ph.CO
Gravitational waves from binary black holes as probes of the structure formation history
地球上的引力波探测器已经探测到了本地宇宙中致密物体合并产生的引力波。未来我们将探测到来自高红移源的引力波,从而追踪高红移结构的形成历史。也就是说,通过观测高红移的引力波事件,我们将能够探测结构形成的历史。这将提供额外的洞察早期宇宙时,原始波动产生的,也进入暗物质的性质。
2020-01-06 astro-ph.CO
On the variable color of the images of a single source in a gravitational mirage: consequences for the photometric redshift
在引力透镜中,图像的平均颜色与源的平均颜色不相同。引力透镜的高度非线性映射不能保持光源的色彩平衡,并且这种映射对于每个图像都是不同的。使用透镜SL2SJ02140的HST图像来说明图像的颜色失真。它表明,在这个镜头的图像的颜色是可变的,反映了可变的颜色的源。SL2SJ02140中图像的平均颜色被解释为具有不同颜色的不同源区域的可变放大。平均图像颜色的变化影响图像的光度红移的测量。这对于SL2SJ02140尤其如此,其中由于透镜的非线性映射而引起的颜色变化模拟了伪红移变化。
2010-05-14 astro-ph.CO
Measuring the tilt of primordial gravitational-wave power spectrum from observations
本文研究暴胀产生的原初引力波,探讨当前对其谱倾斜度的约束,并预测未来观测的改进潜力。
2019-07-23 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the redshift of standard sirens using the neutron star deformability
最近的一项研究表明,可以直接从引力波源中提取红移信息。这可以通过利用潮汐定相的波形在双中子星合并的inspiral阶段的贡献。最初的研究探讨了这一想法的可行性的背景下,爱因斯坦望远镜使用Fisher矩阵的方法,在本文中,我们进一步探讨了这一想法,使用现实的模拟和贝叶斯推断技术。我们发现,可以测量的红移的分数精度是百分之几十的顺序,与Fisher矩阵的预测。我们的结论是,当在分析中考虑潮汐相位贡献时,由引力波推断宇宙学参数是可能的
2013-03-04 astro-ph.CO gr-qc
Measuring galaxy environments in large scale photometric surveys
在局部宇宙中星系的性质已经被证明取决于它们的环境。未来的大规模测光调查,如DES和欧几里得将是至关重要的洞察星系性质的演变和环境的作用。大样本是以牺牲红移精度为代价的,这影响了环境测量。我们研究这一点,通过测量环境中使用SDSS光谱和光度红移,并模拟光度红移的范围内的不确定性。我们考虑了第N近邻和固定孔径方法,并评估了孔径参数和红移不确定性的影响。我们发现,光度环境有一个较小的动态范围比光谱测量,因为不确定的红移散射星系从密集的环境到不太密集的环境。在DES的预期红移不确定度为0.1时,使用最佳参数的测量值之间的Spearman秩相关系数为0.4。我们研究了星系的红色分数作为质量和环境的函数,使用光度红移,发现双变量依赖仍然存在于SDSS光度测量。我们表明,光度样品的红移不确定性为0.1必须约6-16倍大于光谱样品检测环境相关性与等效分数误差。
2015-05-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Systematic Redshift of the Fe III UV Lines in Quasars. Measuring Supermassive Black Hole Masses under the Gravitational Redshift Hypothesis
我们发现类星体的Fe Ⅲ $λλ$ 2039-2113光谱特征在中心超大质量黑洞引起的引力红移假设下出现了系统的红移。我们的分析27个复合光谱从BOSS调查表明,红移和加宽的线在Fe III $λλ$ 2039-2113混合大致遵循预期的相关性在弱极限的史瓦西几何维里化运动学。假设Fe III的紫外红移提供了一个测量$M_{BH}\over R$(${Δλ\over λ}\simeq{3\over2}{G\over c^2} {M_{BH}\over R}$),并使用不同的估计发射区域的大小,$R$(无论是从引力微透镜,混响映射或从缩放的大小与内在类星体的光度),我们得到的质量与以前的质量估计的维里定理的基础上的不确定性内一致的10个对象。为了确认测量到的红移的引力来源,需要对样本中Fe III $λλ$ 2039-2113发射区的大小进行混响映射估计。同时,我们提出了一个尝试性的黑洞质量标度关系的基础上的Fe III $λλ$ 2039-2113红移有用的测量黑洞质量的一个单独的对象从一个单一的光谱。
2018-07-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
An improved method for the identification of galaxy systems: Measuring the gravitational redshift by Dark Matter Haloes
介绍了一种基于晕模型的星系系统识别方法。该方法是由Yang等人(2005)开发的K-means识别算法的修改版本。我们已经校准和测试我们的算法使用模拟目录使用千年模拟(Springel等。2005年),并将其应用到NYU-DR 7星系目录(基于SDSS数据集)。利用这些星系群和星系团的局部样本,我们测量了它们的宿主暗物质晕产生的引力红移效应。我们的研究结果表明,径向速度的衰减与广义相对论的预测和Wojtak等人(2011)在星系团中的测量结果一致。
2012-08-16 astro-ph.CO gr-qc
Using quasars as standard clocks for measuring cosmological redshift
我们报告了类星体光变曲线中迄今未被注意到的模式。我们用直线的斜率来描述类星体光变曲线的片段。这些斜率似乎与类星体的红移直接相关。或者,仅使用时间和通量的全球移动,我们能够通过拟合它们的红移比率来找到不同类星体对的光变曲线之间的显著重叠。这样,我们就能够可靠地确定类星体之间的红移。这意味着我们可以用类星体作为标准时钟,正如我们通过构造两种独立的方法从类星体的光变曲线求出其红移所明确证明的那样。
2012-06-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Testing primordial black hole and measuring the Hubble constant with multiband gravitational-wave observations
存在两种与原初曲率扰动有关的随机引力波背景。一种是由于曲率扰动与张量扰动的非线性耦合而产生的引力波,另一种是在辐射占优时代,当大振幅曲率扰动重新进入视界时形成的二元原初黑洞的合并产生的引力波。在本文中,我们找到了这两种随机引力波背景的峰值频率之间的一个非常有用的关系。这一关系不仅为原初黑洞的存在提供了确凿的证据,而且为利用随机引力波背景的多波段观测测量哈勃常数$H_0$提供了一种方法。
2023-01-11 astro-ph.CO gr-qc
Prospects for Measuring the Mass of Black Holes at High Redshifts with Resolved Kinematics Using Gravitational Lensing
测量黑洞质量的最可靠方法,即气体和恒星的空间分辨运动学,目前仅限于附近的星系。阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)和具有毫角秒分辨率的30米级望远镜(30米望远镜,巨型麦哲伦望远镜和欧洲极大望远镜)预计将这种测量扩展到更大的距离。在这里,我们研究的可能性,利用强引力透镜提供的角放大测量黑洞质量在高红移(z~ 1-6),使用解决气体运动学与这些仪器。我们发现,在~15%和~20%的强透镜星系,内部25和50 pc可以解决,允许质量的~ $10^8 M_{\odot}$黑洞动态测量ALMA,如果适度明亮的分子气体存在于这些小半径。鉴于在目前的毫米巡天和未来的光学巡天中发现了大量的强透镜,这一部分可以构成一个统计上显着的人口研究的M- $σ$关系在高红移的演变。
2014-08-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Redshift drift of gravitational lensing
研究了强引力透镜中红移漂移的影响。红移漂移产生了一个时间变化的$i)$,一个透镜源的表观位置和$ii)$的时间延迟之间的传入信号从不同的图像。我们把这些效应分别称为角漂移和时间延迟漂移,并分析了它们在宇宙学中的相关性。
2017-03-15 astro-ph.CO gr-qc
Measuring a cosmological distance-redshift relationship using only gravitational wave observations of binary neutron star coalescences
从双星中子星合并的螺旋相探测引力波将使我们能够测量这种系统中潮汐耦合的影响。这些效应将可以使用第三代引力波探测器来测量,例如爱因斯坦望远镜,它将能够探测到红移z=4的螺旋状双中子星系统。潮汐效应对引力波信号的相位演化提供了额外的贡献,该信号打破了系统的质量参数和红移之间的简并性,从而允许同时测量单个源的有效距离和红移。利用为爱因斯坦望远镜预测的O(10^3-10^7)可探测双星中子星系统,可以独立于宇宙学距离阶梯和电磁观测来探测光度距离-红移关系。我们提出了一个Fisher信息分析的波形假设的子集可能的中子星状态方程的结果。我们的结论是,对于我们的范围内的代表性中子星状态方程的红移可以确定的精度为8-40%,对于1<z<4。
2011-12-02 astro-ph.CO gr-qc
Measuring photometric redshifts using galaxy images and Deep Neural Networks
本文提出了一种利用各波段的全星系像来估算星系光度红移的新方法。这种方法借鉴了机器学习的最新技术和进步,特别是深度神经网络。我们将整个多波段星系图像传递到机器学习架构中,以获得与现有最佳标准机器学习技术竞争的红移估计。标准技术使用后处理的特征来估计红移,例如从星系图像中提取的幅度和颜色,并被用户认为是显着的。这种新方法将用户从光度红移估计管道中删除。然而,我们确实注意到,深度神经网络需要比标准机器学习架构多出许多数量级的计算资源。
2016-06-15 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Measuring gravitational behavior at short distances in space: A local test for MOND/MOG
我们认为AQUAL理论-一种能够解决质量缺失问题的修正引力理论-并研究其在太阳系引力鞍点的微引力测试预测。我们报告说,AQUAL模型增强了重力鞍点周围的亚微米范围内的重力,到目前为止还没有被注意到。这种增强是可以测量的。因此,我们呼吁在太阳引力鞍点内实施微米引力测试。
2013-03-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The relativistic dipole and gravitational redshift on LSS
在微扰理论中,我们计算了星系关联函数在1圈处的偶极,其中包含了所有相关的相对论贡献。这提供了一个描述和理解什么是偶极子真正的措施,特别是在大尺度结构的引力红移效应。为了发展这种微扰方法,我们已经计算了第一次在微扰理论,包括相应的非线性星系偏置模型的第三阶相关的相对论修正。这种微扰方法同意在很宽的尺度范围内具有良好的精度与以前的数值计算结果的基础上测地线光跟踪N体模拟。先前的引力红移探测可能忽略了几个相对论效应,这些效应与10 Mpc/h尺度的引力红移幅度相当,并且使测量的引力红移解释复杂化。
2019-05-03 astro-ph.CO gr-qc
Accurate precision Cosmology with redshift unknown gravitational wave sources
引力波可以提供到源的光度距离的精确测量,但是不能提供源的红移,除非质量和红移之间的简并可以被打破。这使得独立地推断源的红移以测量宇宙的膨胀历史变得至关重要。我们证明,通过利用已知红移星系的引力波源的聚集尺度,我们可以从红移未知的引力波源推断膨胀历史。通过使用可以从具有高级LIGO设计灵敏度的引力波探测器网络中检测到的未知红移的引力波源,我们将能够获得对局部哈勃常数、宇宙膨胀历史和引力波偏置参数的准确和精确的测量,该偏置参数捕获引力波源相对于红移示踪剂分布的分布。虽然我们展示了它的应用程序的低红移引力波,这种技术也将适用于高红移引力波源可检测的激光干涉仪空间天线(LISA),宇宙探测器(CE),和爱因斯坦望远镜(ET)。此外,这种方法也适用于超新星和快速射电暴的样品未知或光度红移。
2021-01-26 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Measuring the cosmic proper distance from fast radio bursts
宇宙固有距离$d_P$是宇宙中的基本距离。与对应于角度大小的光度和角直径距离不同,适当的距离是从光源到观察者的光路长度。然而,之前没有测量过适当的距离。最近对一个重复的快速射电暴(FRB)的红移测量可以揭示正确的距离。我们发现,适当的距离红移关系确实可以从色散措施(DM)的FRB测量红移。从蒙特卡罗模拟中,我们发现大约500个具有DM和红移测量的FRB可以严格地约束适当的距离-红移关系。我们还表明,我们的宇宙的曲率可以约束与模型无关的方法,使用此导出适当的距离红移关系和观察到的角直径距离。由于FRB的高事件率,未来可以通过即将推出的仪器发现数百个FRB。适当的距离将在研究宇宙的加速膨胀和几何形状中发挥重要作用。
2017-08-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gravitational redshifts from large-scale structure
Wojtak等人最近对星系团中星系的引力红移的测量为暗物质和修正引力开辟了一个新的观测窗口。通过堆积星系团,这个测定有效地利用了大质量星系和低质量星系的交叉关联函数的视线畸变来估计星系团的引力红移轮廓,达到4 Mpc/h。在这里,我们使用的晕模型的集群预测由于引力红移的交叉关联函数的尺度从1 - 100 Mpc/h的失真。我们比较我们的预测模拟,并使用模拟,使模拟目录相关的当前和未来的星系红移调查。在没有最佳估计量的情况下,我们发现完整的BOSS巡天应该能够在~4 sigma水平上探测到来自大尺度结构的引力红移。即将到来的红移测量将大大增加可用于此类研究的星系数量,BigBOSS和Euclid实验应该能够以百分之几的精度进行测量。正如McDonald、Kaiser和Zhao等人最近所指出的那样,其他有趣的效应,包括相对论性聚束和横向多普勒频移,会给关联函数增加额外的非对称失真。虽然这些贡献在大尺度上对引力红移的贡献是次要的,但它们代表了探测引力物理学的额外机会,并表明许多定性的新测量应该很快就可以使用大红移测量。
2013-04-15 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational birefringence and an exotic formula for redshift
我们计算了弯曲Robertson-Walker时空中光的双折射,并基于自旋光子的内部结构提出了一个奇异的红移公式。然后我们用哈勃超新星图来检验这个公式。
2018-06-27 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the speed of scalar induced gravitational waves from observations
本文研究非光速传播的标量诱导引力波,解析推导其功率谱并分析多种标量谱,结合 CMB+BAO 与引力波观测约束速度效应。
2023-12-05 astro-ph.CO gr-qc