Late-time cosmology in a model of modified gravity with an exponential function of the curvature
本文分析了一个基于曲率指数函数的$f(R)$引力模型，通过数值求解和统计约束，验证其宇宙学参数与普朗克2018数据及$Λ$CDM模型兼容，可作为解释晚期宇宙加速的可行替代方案。
2023-03-17 astro-ph.CO gr-qc
Remembering Alexei Starobinsky -- the gentle giant of cosmology
本文追忆宇宙学家阿列克谢·斯塔罗宾斯基，回顾其暴胀理论开创性工作及与印度学界数十年合作所取得的成果。
2025-05-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The second-order luminosity-redshift relation in a generic inhomogeneous cosmology
在回顾了最近提出的“测地线光锥”规范中光度红移关系的一般非微扰表达式后，我们展示了如何将其转换为现象学上更方便的规范，从而更好地理解宇宙学扰动理论。特别地，我们提出了一个相当一般的微扰宇宙学的泊松规范的亮度红移关系的完整结果，直到二阶，假设可观的矢量和张量扰动只产生在二阶。这种关系为计算随机不均匀性对精确暗能量宇宙学的影响提供了一个基本要素，我们在最近的一封信中已经预料到了它的结果。更一般地说，它可以与沿着我们过去的光锥传播的类光信号所携带的任何物理信息联系起来。
2012-11-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Einstein-Gauss-Bonnet gravity: is it compatible with modern cosmology?
Einstein-Gauss-Bonnet（EGB）模型最近被重新研究，以分析引力的新结果，适当地修改Einstein-Hilbert作用量。在EGB宇宙学中的结果主要是几何的，在哈勃参数中有更高阶的值。在这种情况下，本文致力于贡献额外的证据，从宇宙学的角度来看，它的优点和缺点的模型。我们开始限制的特征参数，$α$，EGB模型时，考虑一个宇宙学常数作为催化剂的加速。收缩是在背景宇宙学中利用哈勃观测数据、重子声学振荡、Ia型超新星、强透镜系统和最近的HII Galerkin汇编而发展起来的。此外，我们实现了一个statefinder分析，我们发现不仅是一个后期的加速，但也早期宇宙加速与参数$α$。根据我们对透镜系统的研究结果，宇宙演化从未达到非加速阶段，相反，它总是处于加速状态，这是影响EGB模型的一个可能的故障。
2021-03-01 astro-ph.CO gr-qc
An analytical solution in the complex plane for the luminosity distance in flat cosmology
在无压物质和宇宙学常数的情况下，给出了空间平坦宇宙学中光度距离的解析解。复解析解由实部和可忽略的虚部组成。光度距离的实部允许找到两个参数$H_0$和$\om$。Ia型SN的距离模量的一个简单的表达式的极小极大近似的框架中报道。
2016-09-15 astro-ph.CO
Unified Treatment of the Luminosity Distance in Cosmology
将光度距离的测量结果与理论预测进行比较是建立现代宇宙学的基石之一。然而，如Biern & Yoo所示，它在文献中的理论预测经常受到红外发散和规范依赖性的困扰。这种趋势使人们对用于推导光度距离的方法的合理性提出了质疑。在这里，我们批判性地研究四种不同的方法-几何方法，萨克斯方法，雅可比映射的方法，和测地线光锥（GLC）的方法来建模的光度距离，我们提出了一个统一的处理这样的方法，便于比较的方法和检查他们的理智。如果运用得当，所有这四种方法都可以用来再现光度距离的正确描述。
2016-09-30 astro-ph.CO
Multipole decomposition of the general luminosity distance 'Hubble law' -- a new framework for observational cosmology
在不假定度规张量或场方程的情况下，我们给出了一般时空的光度距离级数展开到红移的三阶.结果表明，这个一般的“哈勃定律”的系数可以用有限个物理上可解释的多极系数来表示.多极项可以被组合成有效的方向相关参数，以代替Friedmann-Lemartre-Robertson-Walker（FLRW）度量类的哈勃常数、减速参数、曲率参数和“加加速度”参数。由于多极子系数的有限个数，精确的各向异性哈勃定律分别由观测者附近的$\mathcal{O}(z)$，$\mathcal{O}(z^2)$，$\mathcal{O}(z^3)$的9，25，61个自由度给出，其中$z\!:=\,$红移.这使得独立于模型的观测者的宇宙邻域的动力学自由度的确定和FLRW测量的直接测试成为可能。我们认为，推导出的多极表示的一般哈勃定律提供了一个新的框架，在观测宇宙学的广泛应用。
2021-04-23 astro-ph.CO gr-qc
A lognormal luminosity function for SWIRE in flat cosmology
星系的光度函数（LF）或光度最大值（PM）等物理参数或效应的评估通常是由它们的光谱红移来模拟的。在这里，我们的模型LF和PM星系的光度红移所给出的斯皮策广域红外河外星系（SWIRE）目录的对数正态LF的框架。此外，我们比较我们的模型与Schechter LF星系。所采用的宇宙学框架是扁平宇宙学。
2018-11-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Analytical expressions and numerical evaluation of the luminosity distance in a flat cosmology
精确而有效的宇宙学距离计算方法是现代精密宇宙学的重要工具。在平坦的$Λ$ CDM宇宙学中，光度距离可以用椭圆积分表示。基于超几何函数，我们推导出了一个平面$Λ$ CDM中光度距离的简单表达式。使用定时实验，我们比较的计算时间的数值评估的各种精确的公式，以及在文献中提供的两个近似拟合公式。我们发现，我们的新的表达式是最有效的红移范围内的精确表达式$z\gtrsim1$。理想情况下，它可以与基于$z\lesssim1$范围内的Carlson椭圆积分的表达式相结合，用于整个红移范围内的高精度宇宙学距离计算。另一方面，对于相对误差约为0.1%的实际工作是可以接受的，Adachi & Kasai（2012）提出的解析近似是一个合适的替代方案。
2017-02-28 astro-ph.CO
Observational Cosmology And The Cosmic Distance Duality Relation
研究了角直径与光度距离之间的宇宙距离对偶关系的有效性。为了测试这种对偶关系，我们使用最新的联盟2超新星Ia型（SNe Ia）数据来估计光度距离。角直径距离的估计来自星系团（真实和模拟）和FRIIb射电星系的样本。我们以六种不同的方式将距离对偶关系参数化为红移的函数。我们的结果排除了一些参数化显着。
2011-05-27 astro-ph.CO gr-qc
The truncated lognormal distribution as a luminosity function for SWIFT-BAT gamma-ray bursts
伽马射线暴（GRB）中光度函数（LF）的确定取决于所采用的宇宙学，每一种宇宙学都有其相应的光度距离。在这里，我们分析三种宇宙学：标准宇宙学，等离子体宇宙学和伪欧几里德宇宙。伽玛暴的低频首先用对数正态分布和四次破缺幂律来描述，然后用截尾对数正态分布来描述。截断对数正态分布可以很好地拟合伽玛暴的光度随红移的变化范围。
2016-11-05 astro-ph.CO
Gravitational Wave Distances in Horndeski Cosmology
引力波传播在修正引力中遇到来自运行的普朗克质量的时空摩擦，导致光度距离偏离广义相对论（或由光子到源的光度距离给出），因此使其成为有价值的宇宙学探测器。本文给出了Horndeski引力中宇宙学距离偏差的精确表达式，包括具有$G_5$项但以光速传播的理论。一个特别简单的结果是对耦合高斯-博内引力的解释，我们用它来说明它不能给出一个可行的宇宙学。我们还推广了这种耦合，并回顾了引力波宇宙学距离偏差与红移空间畸变测量的宇宙结构增长的重要联系。
2021-08-31 astro-ph.CO gr-qc
Relativistic Cosmology Number Densities and the Luminosity Function
研究了具有非零宇宙学常数的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker时空中过去光锥下星系的相对论数密度与星系光度函数（LF）数据之间的关系.它扩展了Albani等人（2007：astro-ph/0611032）之前研究星系分布的结果的红移范围，直至z=1。在该范围内检测到观察到的不均匀性。本研究还在Ribeiro和Stoeger（2003：astro-ph/0304094）提出的框架下寻找LF演化，进一步发展了相对论宇宙学理论与LF数据的联系。选择函数是利用FORS深场星系巡天I波段选择数据集的Schechter参数和星系光度函数的红移参数化得到的，其红移范围为0.5<z<5.0（蓝带）和0.75<z<3.0（红带）。微分计数，密度和其他相关的观测，然后使用计算的选择功能，研究经验的径向分布的星系在一个完全相对论的框架。在这项工作中使用的数据集的红移范围，这是高达五倍以上，比以前的研究中使用的，显示了增加的相关性的相对论性膨胀的影响相比，在更高的红移的LF的演变。结果也与Albani等人（2007：astro-ph/0611032）的初步结果一致，表明当相对论密度以光度距离定义时，在高红移处的相对论密度呈现幂律行为。
2012-02-22 astro-ph.CO gr-qc
Padé Approximant and Minimax Rational Approximation in Standard Cosmology
标准宇宙学中由$Λ$ CDM给出的光度距离和超新星的距离模可以由Padé近似定义。与已知解析解的比较表明，光度距离的Padé近似在红移$= 10$处有$4\%$的误差。光度距离的泰勒展开的类似过程在红移$=0.7 $处给出了$4\%$的误差;这意味着对于光度距离，Padé近似优于泰勒级数。的距离模量的解析表达式的可用性允许应用Levenberg-马夸特方法来推导出的基本参数，从现有的汇编超新星。一个新的星系光度函数来自截断伽玛概率密度函数模型的观测光度函数的星系时，观测范围的绝对星等的Padé近似。采用统计学的观点对$Λ$ CDM与其他宇宙学进行了比较。
2016-02-20 astro-ph.CO
New observational constraints on $f(T)$ cosmology from radio quasars
使用一个新的最近编译的毫角秒紧凑的无线电数据集的120个中等光度类星体的红移范围$0.46< z <2.76$，其统计线性大小显示可以忽略不计的依赖红移和内禀光度，从而代表宇宙学的标准统治者，我们约束三个可行的和最流行的$f(T)$重力模型，其中$T$是在teleparallel重力的扭转标量。我们的分析表明，约束能力的类星体数据（N=120）是可比的联盟2.1 SN Ia数据（N=580）的所有三个$f(T)$模型。结合其他标准标尺探测（如宇宙微波背景和重子声振荡距离测量），类星体物质密度参数$Ω_m$的当前值远大于其他观测值。对于所考虑的两个模型（$f_1$ CDM和$f_2$ CDM），与$Λ$ CDM宇宙学存在一个小的但明显的偏差，而在$f_3$ CDM的框架中，有效的状态方程可能在较低的红移处穿过幻影分界线。这些结果表明，中等光度类星体可以提供一个有效的观测探测媲美SN Ia在更高的红纬，和$f(T)$重力是一个合理的候选人的修改后的重力理论。
2017-08-29 astro-ph.CO gr-qc
Light-cone averaging in cosmology: formalism and applications
我们提出了一个一般的规范不变的形式主义定义宇宙学的平均值，是相关的观测基于光的信号。这样的平均值要么涉及对应于一族过去光锥的零超曲面，要么涉及它们与类时超曲面相交所给出的紧致曲面。广义Buchert-Ehlers交换规则的衍生物，这些光锥平均。在引入了一些适应的“测地线光锥”坐标之后，我们给出了一般非均匀宇宙中平均红移与光度-距离关系和所谓的“红移漂移”的显式表达式。
2011-06-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational wave observations, distance measurement uncertainties, and cosmology
由致密双星合并产生的引力波，以及伴随的电磁波，是宇宙学模型的理想探测器。正如GW 170817所展示的那样，这种多信使观测允许人们使用该源作为标准警报器，类似于传统天文学中的标准蜡烛，以测量宇宙学参数，如哈勃常数。从探测到的引力波来估计源光度距离不需要宇宙学阶梯。光度距离的误差在哈勃常数的推导中起着决定性的作用。本文给出了由引力波资料推求的光度距离的统计误差随天空位置和探测器网络变化的解析表达式。特别是，我们考虑到退化的引力波形的参数空间中示出，在某些条件下的引力波探测器网络和源天空的位置，它可能是不可能的，以估计源的光度距离。我们的解析近似值与贝叶斯采样器和模拟数据测量的不确定性有很好的一致性。我们还提出了哈勃常数的估计误差的影响。
2019-09-27 astro-ph.CO gr-qc
Further evidence for significant luminosity evolution in supernova cosmology
超新星（SN）宇宙学是基于这样的假设，即超新星Ia的校正光度不会随红移而演化。最近，我们对早型宿主星系（ETG）中恒星星族的高质量光谱年龄测定表明，这一关键假设很可能是错误的。有人认为，虽然年龄哈勃残差（HR）的相关性从ETGs是没有确认两个独立的年龄数据集测量的所有形态类型的宿主星系的多波段光学测光。在这里，我们表明，然而，其中之一是基于高度不确定和不适当的亮度加权年龄派生，在许多情况下，严重的模板失配。另一个数据集采用了更可靠的质量加权年龄，但所涉及的统计分析受到回归稀释偏倚的影响，严重低估了年龄-HR相关性的斜率和显著性。值得注意的是，当我们应用回归分析与标准的后验抽样方法，这个数据集包括一个大样本（$N=102$）的宿主星系，非常显着（$> 99.99 \%$）的相关性之间获得的全球人口年龄和HR的斜率（$-0.047 \pm 0.011$ ~mag/Gyr）高度一致，与我们以前的光谱结果ETGs。对于SN现场周围环境的局部年龄，获得了类似的显著（$> 99.96 \%$）相关性，斜率（$-0.057 \pm 0.016$ mag/Gyr）更陡。因此，SN的光度演化得到了基于多波段光学测光的年龄测定的有力支持，并可能成为SN宇宙学中的一个严重的系统偏差。
2020-09-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Luminosity distance in Swiss cheese cosmology with randomized voids. II. Magnification probability distributions
我们研究了大尺度（> 35 Mpc）结构，特别是空洞和片由于引力透镜的光度距离的波动。我们使用一个简化的“瑞士奶酪”模型，该模型由Λ-CDM Friedman-Robertson-Walker背景组成，其中许多随机分布的非重叠球形区域被质量补偿的共动空洞所取代，每个空洞具有均匀的密度内部和表面上的薄壳物质。我们使用Holz & Wald（1998）方法的一个变体计算了星等位移的分布，其中包括透镜剪切的影响。这个分布的标准偏差是~ 0.027星等，平均值是~ 0.003星等，对于半径为35 Mpc的空洞，红移z_s=1.0的来源，选择空洞使得90%的质量在今天的壳层上。标准差从0.005到0.06不等，因为我们改变了空洞的大小，源红移，和质量分数的壳今天。如果壳壁的有限厚度为~ 1 Mpc，则标准偏差减小到~ 0.013量级。这个标准偏差是由于空洞的一个因素~ 3小，由于星系规模的结构。我们总结了我们的结果，在拟合公式，是准确的~ 20%，也建立了一个简化的分析模型，重现我们的结果在~ 30%。我们的模型也使我们能够探索域的有效性弱透镜理论的空隙。我们发现，对于35 Mpc的空隙，由于透镜-透镜耦合的色散的校正是约4%的顺序，由于剪切的校正是约3%。最后，我们估计在我们的模型中由于源透镜聚类的偏差是可以忽略不计的。
2011-11-14 astro-ph.CO gr-qc
FRB cosmology with the RM-PRS Luminosity Correlation
Institute for Frontiers in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University（北京师范大学前沿天文与天体物理研究所）；School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学院）；South-Western Institute for Astronomy Research, Yunnan University（云南大学西南天文研究所）；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）
本文提出利用RM-PRS光度相关性校准FRBs，通过联合分析提升哈勃常数测量精度，减少宇宙学参数退化问题。
2025-11-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
How supernovae became the basis of observational cosmology
本文致力于发现超新星宇宙学中最重要的关系之一-Ia型超新星的峰值光度与其最大光后光度下降率之间的关系。这种关系的历史是相当长和有趣的。这种关系是由美国统计学家和天文学家伯特·伍达德·鲁斯特（BERT Woodard Rust）和苏联天文学家尤里·帕夫洛维奇·普斯科夫斯基（Yury Pavlovich Pskovskii）在20世纪70年代独立发现的。使用有限的I型超新星样本，他们能够证明超新星越亮，其亮度在最大值后下降得越慢。只有随着CCD相机的出现，马克·菲利普斯才能用更好的超新星样本在一个新的精度水平上重新检验这种关系。他的研究证实了鲁斯特和普斯科夫斯基早先提出的想法。
2016-08-15 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Luminosity distance dispersion in Swiss-cheese cosmology as a function of the hole size distribution
本研究在精确LTB瑞士奶酪宇宙中，通过幂律空洞尺寸分布计算光度距离弥散，发现其随红移和最小空洞尺寸的标度关系，且弥散由大空洞主导。
2025-10-07 astro-ph.CO gr-qc
Teaching cosmology with special relativity: Piecewise inertial frames as a model for cosmic expansion
本文提出了一个简单的模型，再现了狭义相对论的框架内的现代宇宙学的关键概念，在一个适合本科或高中设置的水平。该模型包括宇宙膨胀的普遍尺度因子，哈勃关系，星系之间的适当距离和相关的衰退速度，共动坐标，角和光度的距离，和宇宙尺度因子和宇宙学红移之间的关系。它允许教学讨论的作用，超光速衰退速度的星系，适用性的特殊相对论多普勒公式来描述宇宙学红移，和能量守恒的红移光子的有效性。这个模型可以被看作是米尔恩宇宙的玩具版。
2018-11-23 astro-ph.CO gr-qc
JWST constraints on the UV luminosity density at cosmic dawn: implications for 21-cm cosmology
基于JWST数据推断的紫外光度密度，预测21厘米信号可能被探测到，并暗示早期高恒星形成效率可能产生宇宙吸收信号。
2023-10-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Clustering, Cosmology and a New Era of Black Hole Demographics -- I. The Conditional Luminosity Function of Active Galactic Nuclei
深X射线巡天提供了一个全面的和基本上是公正的看法，活动星系核（AGN）的演变，可追溯到$z \sim 5$。然而，利用调查结果将这种演化与活动星系核所处的宇宙学环境联系起来一直是一个挑战。探索这种联系对于理解活动星系核的触发机制以及这些过程如何在所有波长的观测中表现出来至关重要。在即将到来的宽场X射线调查，将允许定量分析的活动星系核环境的预期，本文提出了一种方法来观测约束的条件光度函数（CLF）的活动星系核在一个特定的$z$。一旦测量，CLF就可以计算AGN偏差、平均暗物质晕质量、AGN寿命、晕占据数和AGN关联函数--所有这些都是亮度的函数。CLF可以使用X射线光度函数的测量和在不同光度下的相关长度来约束。该方法说明在$z \approx 0$和$0.9$使用有限的数据，目前可用的，和一个明确的光度依赖于活动星系核的偏差和平均晕质量预测在两个$z$，支持的想法，有至少两种不同的活动星系核触发模式。此外，CLF预测$z\approx 0.9$类星体可能通常由具有$M_{\mathrm{h}} \sim 10^{14}$ M $_{\odot}$的晕所承载。这些“年轻的星系团”环境可能提供了富气星系之间必要的相互作用，为发光吸积提供燃料。该方法的结果将有助于在宇宙学模拟中填充不同光度的活动星系核。
2016-09-14 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
HICOSMO - Cosmology with a complete sample of galaxy clusters: I. Data analysis, sample selection and luminosity-mass scaling-relation
在X射线区，星系团中质量最大的可见组分，即星系团内介质（ICM）是可见的，它提供了直接测量的量，如光度，以及导出量，如总质量，来表征这些物体。该项目的目的是详细分析一个完整的星系团样本，并限制宇宙学参数，如物质密度OmegaM或初始密度波动的幅度sigma 8。纯X射线通量限制样本（HIFLUGCS）由64个X射线最亮的星系团组成，它们是研究系统效应的绝佳目标，而系统效应可能会导致结果偏差。我们分析了总共196钱德拉观测的64个HIFLUGCS集群，总曝光时间为7.7毫秒。在这里，我们提出了我们的数据分析程序（包括自动子结构检测和能带优化表面亮度轮廓分析），它给出了单独确定的，强大的总质量估计。这些群众进行测试，对动力学和普朗克Sunyaev-Zeldovich（SZ）导出的质量相同的集群，其中良好的整体协议被发现与动力学质量。普朗克SZ群众似乎表现出依赖于我们的流体静力学质量的偏差，在这种质量质量比较可能的偏差进行了讨论，包括普朗克选择函数。此外，我们给出了0.1-2.4 keV的光度与质量标度关系的结果。样品的总体斜率（1.34）与文献中的预期值和数值一致。将样本分为星系群和星系团揭示了，即使在选择偏差校正之后，星系群也表现出比星系团（1.06）更陡峭的斜率（1.88）。
2017-06-13 astro-ph.CO
A new analytical solution for the distance modulus in flat cosmology
利用实宗量的第一类椭圆积分，导出了平坦$Λ$ CDM宇宙学中光度距离的一个新的解析解。由此推导出的距离模数允许评估哈勃常数，$H_0=69.77\pm 0.33$，$\om= 0.295\pm0.008$和宇宙学常数，$Λ= (1.194 \pm 0.017)10^{-52} \frac{1}{m^2}$。
2019-03-17 astro-ph.CO
A One Parameter Family of Expanding Wave Solutions of the Einstein Equations That Induces an Anomalous Acceleration Into the Standard Model of Cosmology
我们推导出一组新的方程，它描述了爱因斯坦方程的一个连续的单参数膨胀波解族，使得与宇宙学的标准模型的纯辐射相有关的弗里德曼宇宙作为一个单点嵌入到这个族中。所有与这个族相关的时空度规都满足状态方程$p=ρc^2/3$，修正了大爆炸标准模型中暴胀后的纯辐射相。通过将中心的解扩展到哈勃长度的首阶，这个族简化为一个单参数的扩展时空族，它代表了标准模型的微扰。然后，我们推导出一个共同移动的坐标系，在这个坐标系中，扰动的时空可以与标准模型进行比较。在这个坐标系中，我们计算了对哈勃常数的修正，以及对位于扩展FRW时空中心的观测者的红移与光度关系的精确的首阶二次修正。对红移与光度关系的首阶修正需要一个可调的自由参数，它引入了反常加速度。我们的结论是，任何修正后观察到的辐射阶段的大爆炸的红移与光度的关系可以占，在领先的二次阶水平，通过调整这个自由参数。由于确切的非相互作用的膨胀波代表可能的时间渐近波模式的守恒定律，我们建议进一步调查的可能性，这些修正的标准模型可能占异常加速的星系，没有引进的宇宙学常数。
2009-01-12 astro-ph.CO gr-qc math.AP
Early-type Host Galaxies of Type Ia Supernovae. II. Evidence for Luminosity Evolution in Supernova Cosmology
暗能量存在的最直接和最有力的证据是由Ia型超新星对星系距离的测量提供的。这个结果是基于这样的假设，即通过经验标准化校正的Ia超新星亮度不会随着回顾时间而变化。然而，最近的研究表明，Ia超新星的标准亮度与宿主形态、宿主质量和局部恒星形成率（SFR）相关，这表明可能与恒星星族性质相关。为了了解这些相关性的起源，我们继续我们的光谱观测，以覆盖大多数已报道的附近早期类型的宿主星系。从高质量（信噪比~175）的光谱，我们得到了最直接和可靠的估计人口年龄和金属丰度的这些宿主星系。在99.5%的置信水平上，我们发现SN光度（标准化后）和恒星星族年龄之间存在显著的相关性。因此，这是有史以来对超新星Ia光度演化所做的最直接和最严格的测试。基于这一结果，我们进一步表明，以前报道的相关性与主机形态，主机质量，和当地的SFR是最有可能起源于人口年龄的差异。这表明Ia型超新星群体使用的光变曲线拟合器不太能够校正人口年龄效应，这将不可避免地导致回顾时间的严重系统偏差。值得注意的是，从表面上看，用于发现暗能量的大多数哈勃残差似乎受到光度演化的影响。
2020-01-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Clustering, Cosmology and a New Era of Black Hole Demographics -- II. The Conditional Luminosity Functions of Type 2 and Type 1 Active Galactic Nuclei
活动星系核（AGN）的定向统一模型假定，遮蔽（类型2）和未遮蔽（类型1）AGN之间的主要区别是进入中央引擎的视线。如果这个模型是正确的，那么AGN宿主星系的许多性质应该没有差异（例如，周围暗物质晕的质量）。然而，最近的聚类分析1型和2型活动星系核提供了一些证据，晕质量的差异，在冲突的取向为基础的统一模型。本文提出了一种计算2型和1型活动星系核条件光度函数的方法。CLF允许将许多基本晕属性计算为活动星系核亮度的函数，我们将其应用于1型和2型活动星系核的宿主晕质量问题。利用总活动星系核CLF、第一型X射线光度函数和依赖于光度的第二型活动星系核部分，在$z\approx 0$和$0.9$计算了第一型和第二型活动星系核的CLF。在两个$z$上，在任何光度下，2型和1型活动星系核的平均晕质量在统计上没有显著差异。有边缘证据表明，1型活动星系核可能比2型活动星系核具有更大的晕质量，这与类星体最初被遮蔽，然后随后显示为1型的演化图像是一致的。随着1型寿命的延长，主晕在1型阶段的质量会有所增加。CLF技术将是研究许多活动星系核子集（例如，无线电噪声大，康普顿厚度），因为未来的广域X射线和光学调查大大提高了我们将AGN置于宇宙学背景下的能力。
2016-09-14 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
GALLUMI: A Galaxy Luminosity Function Pipeline for Cosmology and Astrophysics
对高红移星系的观测为我们提供了一个丰富的工具来研究再电离时代的物理学。这些天体的光度函数（LF）是控制星系形成的复杂过程的间接示踪剂，包括第一个暗物质结构。在这项工作中，我们提出了一个广泛的分析紫外星系LF在高红移提取宇宙学和天体物理参数。我们提供了一些唯象的方法在模拟的紫外线LF，并考虑到各种来源的不确定性和系统学在我们的分析，包括宇宙方差，尘埃消光，散射的晕星系连接，和Alcock Paczyrobski效应。使用紫外LF测量从哈勃太空望远镜连同外部数据的物质密度，我们推导出的大规模的物质集群振幅为$σ_8=0.76^{+0.12}_{-0.14}$，边缘化后的未知天体物理参数。我们发现，与目前的数据，这一结果是我们选择的天体物理建模，以及校准的基础晕质量函数只有弱敏感。作为交叉检查，我们使用来自IllustrisTNG流体动力学模拟的模拟数据运行我们的分析管道，并找到与其输入宇宙学一致的结果。此外，我们对未来的太空望远镜进行了简单的预测，预计比我们目前的结果提高约30%。最后，我们得到的天体物理参数和这里考虑的模型的晕星系连接的约束。在这项工作中讨论的所有方法都是以通用的似然码GALLUMI的形式实现的，我们将其公开。
2022-04-01 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Luminosity distance in Swiss cheese cosmology with randomized voids and galaxy halos
研究了星系晕和大尺度空洞产生的引力透镜引起的光度距离涨落。空隙通过由\LambdaCDM Friedman-Robertson-Walker背景组成的“瑞士奶酪”模型来表示，其中去除了许多随机分布的共动半径为35 Mpc的球形区域。然后将一部分去除的质量以随机定位的晕的形式放置在球体的壳上，用Navarro-Frenk-White轮廓建模。其余的质量被放置在球体的内部，或者是平滑分布，或者是随机分布的晕圈。我们使用Holz & Wald（1998）方法的一个变体计算了星等位移的分布，其中包括透镜剪切的影响。在我们考虑的两个模型中，这个分布的标准差是0.065和0.072星等，平均值是-0.0010和-0.0013星等，对于半径为35 Mpc的空洞，红移为1.5的源，空洞的选择使得90%的质量在今天的壳层上。由于空隙和晕圈的标准偏差是一个因素~ 3大，由于35 Mpc的空隙单独与1 Mpc的壳厚，我们在我们以前的工作中研究。近似地说，分布的方差只取决于平均柱深和晕的浓度，以及晕形式的质量密度的分数（与平滑分布相反）：它与晕在空间中的分布方式无关。我们推导出一个近似的解析公式的方差，同意我们的数值结果，以\lesssim 20%的z \simeq 1.5。
2012-07-16 astro-ph.CO
Two c's in a pod: Cosmology independent measurement of the Type Ia supernova colour-luminosity relation with a sibling pair
利用Zwicky瞬态设施（ZTF）的观测，我们发现了一对“兄弟”Ia型超新星（SNe Ia），即，位于z = 0.0541的同一个星系它们在200天内爆炸，彼此之间的距离为$0.6^{"} $，相当于预计距离仅为0.6千秒差距。通过SALT 2光变曲线拟合Gri ZTF测光，我们发现，对于这些距离相等的“可调烛光”，其静止帧B波段峰值存在2个星等的差异，较暗的SN具有显著红色的SALT 2颜色$c = 0.57 \pm$ 0.04，而两个SN的拉伸值$x_1$相似，这表明较暗的SN被宿主星系的星际介质中的尘埃衰减。我们使用这些测量来推断SALT 2颜色标准化参数，$β$ = 3.5 $\pm$ 0.3，独立于基本的宇宙学和Malmquist偏差。假设颜色过剩完全是由于灰尘，结果相差$2σ$从平均牛奶路总选择性消光比，但在良好的协议与颜色亮度校正经验得出的最新的超新星Ia哈勃-勒梅特图拟合。因此，我们建议，SN的“兄弟姐妹”，这将越来越多地被发现在未来几年内，可以用来探测的颜色和光变曲线形状校正的有效性使用在SN Ia宇宙学，同时避免重要的系统性影响，在他们的推断从全球多参数适合不均匀的数据集，也有助于限制星际尘埃在SN Ia宇宙学的作用。
2021-10-19 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Investigating the impact of galaxies' compact binary hosting probability for gravitational-wave cosmology
本文研究暗警报联合星系目录测量$H_0$时宿主概率误建模的系统偏差，指出小视场完备目录中光度依赖错配、大视场远距事件中红移依赖错配分别主导偏差。
2024-05-13 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Shining Light on the Scotogenic Model: Interplay of Colliders and Cosmology
在暗生模型的框架下，我们探讨了光暗物质的情况，该模型的特点是中微子质量的辐射产生。在整个文件中，我们主要集中在keV尺度的暗物质，可以通过冻结通过新标量的衰变，或从衰变的次轻的费米子粒子在光谱中，这是通过冻结产生。后一种机制需要被抑制，因为它通常会产生热的暗物质成分。来自BBN的约束也被考虑，并与前生产机制相结合，他们强加的暗物质是轻的。对于这种情况下，我们认为签名在高亮度LHC和建议未来的强子和轻子对撞机，即FCC-hh和CLIC，专注于搜索两个轻子和失踪的能量作为最终状态。虽然高亮度LHC的潜在发现与宇宙学的限制存在矛盾，但未来的对撞机会大大改善这种情况。
2020-09-24 astro-ph.CO hep-ph
Characterizing the contaminating distance distribution for Bayesian supernova cosmology
从数千颗Ia型超新星（SNe Ia）的调查中测量暗能量的状态方程将受到光谱跟踪的限制，因此必须依赖于光度识别，增加了样品被核心塌陷超新星（CC SNe）污染的机会。超新星宇宙学的贝叶斯方法可以去除污染偏差，同时保持高的统计精度，但对污染距离分布的参数化选择很敏感。我们使用模拟调查的污染分布的形式和它的依赖于绝对星等，光变曲线的形状，颜色，消光，和核心坍缩超新星的红移。我们发现，CC光度函数占主导地位的距离分布函数，但它的形状是越来越扭曲的红移增加和更多的CC SNe低于调查星等限制。CC光变曲线的形状和颜色通常使距离分布偏移，并且它们对CC距离的影响是相关的。我们将模拟的距离与SDSS-II SN巡天的第一年结果进行了比较，发现SDSS距离分布可以用模拟的CC SNe重现，其比标准的Richardson等人（2002）光度函数暗约1等，但拟合不好。为了利用贝叶斯参数估计方法的全部功率，污染分布的参数化应通过CC光度函数的当前知识来指导，再加上调查选择和震级限制的影响，并允许由距离拟合的参数引起的系统移位。
2010-09-09 astro-ph.CO
The Atacama Cosmology Telescope: Detection of Sunyaev-Zel'dovich Decrement in Groups and Clusters Associated with Luminous Red Galaxies
我们提出了一个检测的Sunyaev-Zel'dovich（SZ）减量与发光的红星系（LRG）的斯隆数字巡天的样本。SZ数据来自阿塔卡马宇宙望远镜（ACT）制作的赤道地区148 GHz地图。LRG样本按光度分为四个仓，并通过叠加过程计算中央Sunyaev-Zel'dovich温度衰减的估计。我们检测和帐户的SZ信号的偏差，由于弱的无线电源。我们使用数值模拟与观察到的减量Y200和聚类特性与星系光度箱质量。我们还使用最亮的星系团星系光度和集群质量之间的关系的基础上堆叠的引力透镜测量估计的特征晕质量。发现质量约为1 e14 M_sun。
2012-01-19 astro-ph.CO
Quasars: from the Physics of Line Formation to Cosmology
以非常高的速率吸积物质的类星体（称为极端人口A [xA]或超级爱丁顿吸积大质量黑洞）提供了一类新的距离指标，涵盖了从现在的宇宙到大爆炸不到1 Gyr的宇宙时代。非常高的吸积率使得xA类星体中的大质量黑洞以稳定的极端光质比辐射成为可能。这反过来又转化为类星体低电离线发射区中轻度电离气体的稳定物理和动力学条件。在这篇文章中，我们分析了极端星族A类星体的主要光学和紫外光谱特性，这些特性使它们在低z（z <1）和中等z（2 <z <2.6）的大型光谱调查中很容易被识别，以及导出形成它们发射线的物理条件。最后，分析支持的可能性，确定一个维里加宽估计从低电离线宽，和红移无关的光度估计的维里加宽的基础上，一个已知的亮度质量比的概念有效性。
2019-01-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Calibration of GRB Luminosity Relations with Cosmography
为了利用伽马射线暴（GRB）以一种与宇宙学无关的方式探测宇宙学，提出了一种直接从Ia型超新星的哈勃图中插值得到GRB光度距离，然后标定高红移GRB关系的新方法。在本文中，遵循插值方法的基本假设，即在相同的红移的对象应该有相同的光度距离，我们提出了另一种方法来校准伽玛暴光度关系与宇宙学拟合直接从超新星Ia数据。在宇宙学中，有一个著名的拟合公式，它可以用观测数据拟合出的宇宙学参数来反映哈勃光度距离与红移之间的关系。利用Ia超新星并集的宇宙学拟合结果，用$z\leq1.4$上的GRB样品标定了5个GRB关系式，并将上述标定关系式推广到高红移处，推导出了$1.4< z \leq 6.6$上GRB的距离模。最后，利用高红移γ射线暴观测、宇宙微波背景辐射（CMB）观测和重子声振荡（BAO）观测，对Chevallier-Polarski-Linder（CPL）模型、Jassal-Bagla-Padmanabhan（JBP）模型和Alam模型的暗能量参数化模型进行了约束，发现$Λ$ CDM模型在1- $σ$置信区间内与当前观测结果一致.
2011-12-31 astro-ph.CO
A hierarchical Bayesian framework for cosmology using Type 1 AGN variability
Institute of Astronomy, University of Cambridge（剑桥大学天文学研究所）；Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge（剑桥大学卡弗里宇宙学研究所）；Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics, University of Cambridge（剑桥大学应用数学与理论物理系）
提出一个基于AGN光学/紫外变异性与光度反相关的分层贝叶斯框架，通过有限基线光变曲线和短时标变异性实现宇宙学距离测量，在Gaia DR3模拟中验证了方法有效性。
2026-06-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Incorporating Astrophysical Systematics into a Generalized Likelihood for Cosmology with Type Ia Supernovae
使用Ia型超新星（SNeIa）的传统宇宙学推论使用了Ia型超新星光变曲线的拉伸和颜色校正拟合，并假设由此产生的相对光度的基准平均值和对称的固有色散。由于系统学成为误差预算的主要贡献者，因此必须扩展超新星宇宙学分析，以包括更一般的可能性来模拟系统学，以消除精度损失的偏差。为了说明一个例子的可能性分析，我们使用一个简单的模型，两个人口的相对光度变化，独立的内在色散，和线性红移演化的相对分数的每个人口。使用单种群模型处理观测上可行的双种群模拟数据导致推断的暗能量状态方程参数$w$，其对于N $ \gtrsim$ 2500 SNeIa的样本的统计误差大约为2倍。使用两群体模型对两群体数据进行建模可以消除这种偏倚，但代价是对$w$的统计约束增加了大约$\sim20\%$。这些显着的偏见可以实现，即使支持两个潜在的SNeIa人群，在模型选择标准的形式，是不确定的。根据目前观测估计的两个拟议种群之间的差异，需要N $ \gtrsim$ 10，000 SNeIa的样本才能得出两个种群的结论性证据。
2016-10-14 astro-ph.CO
Extreme quasars as distance indicators in cosmology
以非常高的速率吸积物质的类星体（被称为极端人口A [xA]类星体，可能与超级爱丁顿吸积大质量黑洞有关）可能提供一类新的距离指标，涵盖从今天到大爆炸不到1 Gyr的宇宙时代。在更基本的层面上，xA类星体在活动星系核物理学和宿主星系演化的研究中具有特殊的意义。然而，它们的观测特性在很大程度上是未知的。xA类星体可以在大范围的红移范围内从主要的光学测量中识别出相对大量的类星体，这要归功于从类星体主序列的系统变化中定义的选择标准。已经有可能建立一个大约250个低和中等红移类星体的样本，更大的样本可以很容易地从斯隆数字巡天的最新数据中选择。一个大的样本可以澄清xA类星体的主要性质，这些类星体与一般的类星体不同，它们以极端的、定义明确的爱丁顿比辐射，散射很小。由于xA类星体的爱丁顿比散射小，我们提出了一种方法来获得主要的宇宙学参数的基础上红移无关的“维里光度”估计从测量的发射线宽，大致相当于光度估计的基础上，在早期和晚期类型的星系的线宽。宇宙学应用的xA类星体的光度估计从线宽的一个主要问题是确定适当的发射线，其扩大主要是维里在很宽的范围内的红移和光度。我们报告使用Al III 1860中间电离线和氢巴耳末线H-β维里加宽估计的初步发展，我们简要讨论了基于xA类星体的方法的前景。
2020-01-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
The satellites of the Milky Way - Insights from semi-analytic modelling in a LambdaCDM cosmology
我们结合六个高分辨率的宝瓶座星系暗物质模拟和半解析的星系形成模型来研究类银河系星系的卫星星系的性质。我们发现与观测到的光度函数，光度-金属丰度关系和银河系卫星的径向分布有很好的对应关系。在我们的模型中，矮星系的恒星形成历史变化很大，与观测结果一致。从卫星上剥离的热气在矮星系的特征上留下了明显的环境印记。我们发现，由老恒星人口占主导地位的卫星的比例与观测结果相匹配。然而，模型卫星的内部金属丰度分布似乎比观察到的要窄。这可能表明我们对化学浓缩的处理有局限性，这种处理是基于瞬时再循环近似。如果银河系的暗物质晕的质量约为8 × 10^11兆太阳，我们的模型就能得到最好的结果，这与观测中较低的估计值相一致。最像银河系的星系也有最好的卫星光度函数匹配，尽管它不包含像SMC或LMC那样明亮的物体。与其他半解析模型和丰度匹配关系相比，我们发现中央星系存在于质量较小的晕中，但我们模型中的晕质量-恒星质量关系与流体动力学模拟和最近的观测结果是一致的。
2013-01-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
