Statistical challenges in weak lensing cosmology
宇宙弱透镜是宇宙学的有力探索。在这里，我们解决一个最基本的，弱透镜宇宙学中固有的统计问题：我们是否可以恢复初始的高斯信息内容的大尺度结构通过结合弱透镜观测，这里集中在弱透镜功率谱和双谱。为了解决这个问题，我们充分考虑到不同的多极子的功率谱和不同的三角形配置的双谱之间的相关性，从有限区域的调查测量。特别是，我们表明，超级调查模式的长度尺度大于或相当于调查的大小，导致显着的样本方差弱透镜相关性通过模式耦合与子调查模式，由于非线性引力集群-所谓的超级样本方差。本文首先讨论了超样本方差的来源，然后研究了弱透镜关联函数在三点水平上所包含的信息量。
2014-07-12 astro-ph.CO
Subaru Weak Lensing Measurements of Four Strong Lensing Clusters: Are Lensing Clusters Over-Concentrated?
我们推导出径向质量配置文件的四个强透镜选定的集群，显示突出的巨弧（阿贝尔1703，SDSS J1446+3032，SDSS J1531+3414，和SDSS J2111-0115），通过结合详细的强透镜模型与弱透镜剪切测量深斯巴鲁Suprime-cam图像。弱透镜信号检测在所有四个集群，其红移范围从z=0.28至0.64的高意义。我们表明，添加强透镜信息与已知的弧红移显着提高质量密度分布的约束，相比，从弱透镜单独获得。虽然质量分布与LCDM模型的N体模拟中预测的通用形式很好地拟合，但所有四个簇似乎比理论预测稍微更集中（浓度参数c_vir \sim 8），即使在考虑了透镜选择样品中固有的较高浓度的偏倚之后。我们的研究结果是一致的，与以前的研究，同样检测到的浓度过剩，并增加了集群的总数与相结合的强，弱透镜技术研究到10。结合我们的样本与以前的工作，我们发现，具有较大的爱因斯坦半径的集群更密集。我们还提出了一个详细的透镜星系团A1703的模型，从多个图像家庭的约束，并发现暗物质内部密度轮廓是尖的斜率一致的-1，与预期一致。
2009-04-30 astro-ph.CO
Modeling of weak lensing statistics. II. Configuration-space statistics
我们调查的3D物质分布的分析模型，它结合了微扰理论与晕模型，弱透镜组态空间统计的性能。我们比较了我们的预测弱透镜收敛的两点和三点关联函数的数值模拟和拟合公式在以前的工作。我们还考虑了二阶和三阶矩的平滑收敛和孔径质量。在我们以前的研究傅立叶空间弱透镜统计，我们发现，我们的模型更好地同意模拟比以前公布的拟合公式。此外，我们恢复了这些弱透镜统计对宇宙学的依赖性，我们可以描述多尺度矩。这种方法使我们能够获得这些集成弱透镜统计和各种贡献的基础3D密度波动，微扰，两个晕，或一个晕项分解之间的定量关系。
2012-05-22 astro-ph.CO
Weak gravitational lensing with the Square Kilometre Array
我们调查的SKA的各个阶段的能力，执行世界领先的弱引力透镜调查。我们概述了一个前进的道路，以发展所需的工具，追求弱透镜在无线电频段。我们确定了关键的分析挑战和关键的探路者实验，这将使我们能够在SKA之前解决这些问题。我们确定并总结了独特的和潜在的非常强大的方面，无线电弱透镜调查，促进SKA，可以解决弱透镜领域的重大挑战。这些包括使用偏振和旋转速度信息来控制内在的对齐，以及使用强度映射实验的弱透镜的新领域。我们展示了如何SKA透镜调查将补充和加强相应的努力，在光学波段通过互相关技术，并通过扩展范围的弱透镜高红移。
2015-01-15 astro-ph.CO
Why weak lensing cluster shapes are insensitive to self-interacting dark matter
我们研究了从弱引力透镜推断的星系团的形状是否可以用来检验暗物质的性质。我们分析模拟弱透镜数据，从两个不同的暗物质模型（CDM和SIDM）运行的宇宙学模拟中提取的引力透镜。我们拟合椭圆形NFW配置文件的模拟集群的剪切场。尽管CDM和SIDM之间的3D形状的分布有很大的差异，我们发现，弱透镜推断的集群形状的分布几乎是不可区分的。我们将这种信息丢失归因于两个原因。首先，弱透镜测量投影质量分布的形状，而不是基本的3D形状，投影效果会消除一些差异。其次，弱透镜效应对星系团的投影形状最敏感，在接近维里半径（~ 1.5 Mpc）的尺度上，而SIDM形状与内晕中的CDM最不相同。我们介绍了一个模型的质量分布的星系团的质量分布的椭圆率可以随距离的集群的中心。虽然这种质量分布并不能使弱透镜数据区分CDM和SIDM与集群形状（在小半径的椭圆率是弱透镜约束不良），它可能是有用的，当建模结合集群的强和弱引力透镜。
2022-10-24 astro-ph.CO
Statistical connection of peak counts to power spectrum and moments in weak lensing field
弱透镜场局部极大值的数密度，称为弱透镜峰计数，可以作为宇宙学探针。然而，它的相关宇宙学信息仍然不清楚。通过1000次光线追迹模拟，研究了弱透镜场中峰值计数与其它统计量之间的关系。我们构造了一个从透镜场$\cal K$到一个新的高斯场$y$的局部变换，称为局部高斯化变换。我们用数值模拟的方法对变换进行了校准，使得$\cal K$的一点分布和功率谱可以从单个高斯场$y$和$\cal K$之间的单调关系中再现出来.因此，在局域高斯变换下，两点聚类的正确信息和弱透镜场中的任意阶矩都应保持不变。然后，我们研究如果本地高斯变换可以预测弱透镜峰计数模拟。局部高斯化变换不足以解释在没有形状噪声的情况下的弱透镜峰计数。通过局部高斯化变换的预测在宽范围的峰高上低估了具有$\sim20-30\%$水平的模拟峰计数。在形状噪声存在的情况下，局域高斯变换可以以$\sim10\%$的精度预测弱透镜峰计数。我们的分析表明，功率谱及其时刻以外的宇宙学信息将是必要的预测弱透镜峰计数与一个水平的精度，这是一个预期的统计不确定性，在即将到来的宽视场星系调查。
2016-11-28 astro-ph.CO
Cosmological constraints from Subaru weak lensing cluster counts
我们目前的结果弱透镜集群计数从11平方度SuprimeCam数据。虽然面积比以前处理弱透镜峰值统计的工作小得多，但可用于弱透镜分析的星系的数量密度大约是那些的两倍。较高的星系数密度降低了弱透镜质量图中的噪声，从而增加了由于大质量星系团而导致的透镜信号峰值的信噪比。这使得我们能够通过采用高阈值S/N来构造弱透镜选择聚类样本，使得由于假信号引起的污染率很小。我们发现6个峰的S/N>5。对于所有的峰值，以前确定的星系团是在1弧分的分离匹配，表现出良好的对应关系的峰值和星系团之间。我们使用模拟弱透镜数据评估统计误差，并且发现在9.0平方°的有效区域中Npeak=6+/-3.1。我们比较了测量的弱透镜团簇计数与基于晕模型的理论模型预测，并将约束放置在Omega_m-sigma_8平面上，发现这与当前标准的LCDM模型一致。结果表明，弱透镜团数对σ_8-c_0平面具有唯一的约束，其中c_0是暗物质晕质量-浓度关系的归一化。最后，我们讨论了正在进行的/未来的宽视场光学星系调查的前景。
2015-03-06 astro-ph.CO
The skewed weak lensing likelihood: why biases arise, despite data and theory being sound
我们通过一个简单的分层模型推导出了倾斜弱透镜似然的本质。我们的可能性通过四个客观和宇宙学独立的测试，一个标准的高斯可能性失败。我们证明，声音弱透镜分析自然偏低，这并不表明任何新的物理，如偏离$Λ$ CDM。从数学上讲，偏差的出现是因为噪声两点函数遵循偏斜分布。这种形式的偏差已经从CMB分析中得知，其中低多极具有不对称的误差条。弱透镜效应更强烈地受到这种不对称性的影响，因为星系形成了一组离散的剪切示踪粒子，与光滑的剪切场相反。我们证明，偏差可以高达30%的标准差每个数据点，依赖于弱透镜调查的属性。我们的可能性提供了一个通用的框架，以解决这种偏见，在未来的弱透镜分析。
2017-12-13 astro-ph.CO
Weak gravitational lensing
根据广义相对论的理论，质量以类似于凸玻璃透镜的方式使光偏转。这种引力透镜效应是不对称的，导致图像失真。这些扭曲允许在广泛的尺度上对宇宙结构进行统计量化，并绘制暗物质和可见物质的空间分布图。我们总结了弱引力透镜的理论和评论的应用星系，星系团和宇宙中的大尺度结构。
2016-12-20 astro-ph.CO
Cosmological test of gravity using weak lensing voids
对广义相对论（GR）的修改通常包含筛选机制，以便与现有的重力测试保持兼容。在密度不足的区域，屏蔽的效率较低，这表明宇宙空洞可以成为一个有用的宇宙学探测器，用于约束修正的引力模型。特别是，弱透镜的空隙已被提出作为一个有前途的测试这样的理论。通常，空洞是从星系分布中识别出来的，使它们成为底层物质场的有偏示踪剂。另一种方法是研究弱透镜图中识别的空洞--弱透镜空洞--已被证明更好地对应于真正的低密度区域。在本文中，我们研究了弱透镜空洞的能力，以检测签名的修改重力。通过对空洞丰度和弱透镜分布的研究，我们发现这两种统计量都是引力的敏感探针。这些都是量化的信噪比（SNR）的LSST类调查将能够区分不同的重力模型。我们发现，弱透镜空洞的切向剪切剖面是相当好的比星系空洞在这一点上，虽然空洞的信噪比略低于弱透镜峰。对于LSST类勘测中的一种流行的修正重力，空洞和峰值的丰度分别为$\rm{SNR} = 50$和$70$。
2019-10-16 astro-ph.CO
Weak lensing of the CMB
宇宙微波背景（CMB）是研究引力透镜的独特来源。它在整个天空中延伸，部分偏振，位于z=1100的极端距离，被认为具有高斯随机场的简单基本统计。在这里，我们回顾了宇宙微波背景辐射的弱透镜，强调了它与其他来源（例如星系）的弱透镜的区别。我们讨论了重映射CMB的透镜偏转场的统计特性，以及相应的功率谱效应。然后，我们专注于重建透镜偏转的方法，描述有效的二次最大似然估计和delensing。最后，我们回顾了最近的探测和观测前景。
2009-11-03 astro-ph.CO
The Sloan Nearby Cluster Weak Lensing Survey
我们描述并提出了斯隆数字巡天（SDSS）中的一个弱透镜巡天（$\rm{z}\lesssim0.1$）星系团的初步结果。在第一次研究中，星系团是从\citet{miller05}和\citet{berlind06}的SDSS光谱星系团目录中选择的。我们报告了七个单独的低红移星系团弱透镜测量结果，包括：A2048，A1767，A2244，A1066，A2199，和两个星系团特别确定的C4算法。我们对SDSS中邻近星系团的弱透镜观测计划最终将覆盖$\sim 200$星系团，这是迄今为止对单个星系团进行的最大规模的弱透镜观测。
2009-08-11 astro-ph.CO
Constraining $f(R)$ Gravity Theory Using Weak Lensing Peak Statistics from the Canada-France-Hawaii-Telescope Lensing Survey
在这封信中，我们报告的观测约束的胡-Sawicki $f(R)$理论来自弱透镜峰丰度，这是密切相关的质量函数的大规模晕。与使用光学或x射线星系团的研究相比，弱透镜峰分析具有不依赖于质量重子可观测校准的优点。从加拿大-法国-夏威夷望远镜透镜调查的观察，我们的峰值分析引起了严格的约束模型参数$|f_{R0}|$的$n=1$。考虑到$(Ω_{\rm m}, A_{\rm s})$的WMAP 9先验，$95\%$ CL限度为$\log_{10}|f_{R0}| < -4.82$。用普朗克15先验，相应的结果是$\log_{10}|f_{R0}| < -5.16$。
2016-08-03 astro-ph.CO
Image simulations for strong and weak gravitational lensing
引力透镜已被确定为解决不同尺度天体物理学基本问题的有力工具，从系外行星识别到宇宙学中的暗能量和暗物质表征。图像模拟在实现引力透镜的全部潜力方面发挥了重要作用，它提供了一种解决系统误差表征、管道测试、校准分析、代码验证和模型开发等需求的方法。本文综述了强、弱引力透镜中图像模拟的产生和应用
2020-03-16 astro-ph.CO
Weak lensing, dark matter and dark energy
弱引力透镜正迅速成为研究宇宙中暗物质和暗能量的主要手段之一。在这篇简短的评论中，我们概述了弱透镜如何帮助确定暗物质晕的结构，测量宇宙的膨胀率，并区分修正引力和暗能量对宇宙加速的解释。我们还讨论了控制系统误差的要求，使系统学不明显降低弱透镜作为宇宙学探测器的功率。
2010-08-24 astro-ph.CO
Measuring the mass distribution of voids with stacked weak lensing
我们研究了利用叠加弱透镜测量空洞的暗物质分布的前景。我们从大量的$N$体模拟中选择空隙，并利用完整的光线跟踪模拟来探索它们的透镜信号，包括沿视线的大尺度结构的影响。透镜信号与简单的空隙模型预测进行比较，以推断空隙的三维质量分布。我们发现，堆叠的弱透镜信号被检测到在显着的水平（S/N $\geq5$）为5000度$^2$调查区，为一个广泛的空隙半径高达$\sim50$ Mpc。在大尺度下，来自星系形状噪声的误差对透镜信号的影响很小。还发现，密集的脊周围的空隙有一个很大的影响，弱透镜信号，这表明适当的建模的空隙密度分布，包括周围的脊是必不可少的提取平均总underdens质量的空隙。
2013-03-24 astro-ph.CO
Three-dimensional weak gravitational lensing of the 21-cm radiation background
在三维弱引力透镜理论中，我们利用21厘米辐射背景的宇宙大尺度结构研究了弱引力透镜。详细分析了有限分辨率下测量的源距、能见度和透镜项之间的相互作用，并导出了总协方差$C_{\ell}(k,k')$。透镜效应通过卷积将不同的多极子关联起来，打破了21厘米辐射背景的统计均匀性。可以利用这种均匀性破坏来借助于二次估计器重建透镜场$\hatϕ_{\ell m}(κ)$和噪声透镜重建$N_{\ell}^{\hatϕ}$。与实际测量过程相关的效应（红移精度和可见度项）会使总协方差$C_{\ell}(k,k')$的非对角项的值发生剧烈变化。预计探测21厘米辐射背景上的透镜效应将需要进行敏感的研究，并通过未来的低频无线电阵列进行高分辨率观测，如SKA调查。
2022-05-07 astro-ph.CO
An empirical method for mitigating an excess up-scattering mass bias on the weak lensing mass estimates for shear-selected cluster samples
对弱透镜星系团质量估计的过度上散射质量偏差是一种统计偏差，即在统计意义上，星系团的观测弱透镜质量（$M_{\rm obs}$）大于其真实质量（$M_{\rm true}$），因为在弱透镜星系团剪切剖面中，由于随机噪声，上散射的机会比下散射的机会更大。这种非对称散射概率是由随质量增加而单调减小的团簇质量函数引起的。我们研究了这种偏差（定义为$b=M_{\rm obs}/M_{\rm true}$）在弱透镜剪切选择的集群，并提出了一个经验方法来减轻它。在这样做，我们进行了标准的弱透镜质量估计的现实模拟集群，并发现，弱透镜质量估计的基础上，标准的$χ^2$分析给出了一个统计上正确的置信区间，但得到的最佳拟合质量偏高的平均。我们的校正方法使用的框架，标准的贝叶斯统计与先验的概率分布的集群质量和浓度参数从最近的经验模型。我们测试我们的校正方法使用模拟弱透镜集群，并发现该方法工作良好，得到的校正$M_{\rm obs}$ -bin平均质量偏差接近统一的$\sim 10$百分比。我们将校正方法应用于Hamana等人（2020）的弱透镜剪切选择的集群样本，并给出了偏差校正的弱透镜集群质量。
2023-02-08 astro-ph.CO
Weak lensing in non-statistically isotropic universes
双极球谐函数（BipoSH）是研究非统计各向同性宇宙中CMB两点关联函数的基础。在这个基础上的膨胀系数是一个众所周知的CMB角功率谱的概括，并包含完整的信息的非SI，但高斯随机CMB天空的统计特性。我们用这些系数来描述非SI宇宙中CMB光子的弱透镜效应。最后，我们证明了在各向同性极限下，结果退化为标准的弱透镜结果。
2015-06-29 astro-ph.CO
Weak lensing of large scale structure in the presence of screening
许多替代广义相对论的理论都在结构形成的非线性区域中展示了引力屏蔽。我们描述了一套算法，可以产生弱透镜映射的大尺度结构在这样的理论，并可用于产生模拟调查的宇宙学分析。通过分析几个基本的统计数据，我们指出这些替代品可以区分与广义相对论与未来的弱透镜调查。
2015-10-14 astro-ph.CO
Weak lensing corrections to tSZ-lensing cross correlation
最近测量了宽场热Sunyaev-Zeldovich（tSZ）效应与引力透镜之间的互相关。它可以用来探测大尺度结构中扩散气体的分布，也可以告诉我们丢失的重子。对于任何基于透镜效应的量，高阶透镜效应可能会影响信号。在这里，我们将以前的高阶透镜计算的情况下，TSZ透镜互相关。我们得到的条款类似于由于玻恩近似，透镜透镜耦合，并减少剪切到四阶牛顿势的修正。红移失真和矢量模式被证明是可以忽略不计，在这个顺序。我们发现，主要的修正，由于减少剪切超过的水平，只有在多极$\ell \gtrsim 3000$。
2014-11-07 astro-ph.CO
IDCS J1426.5+3508: Weak Lensing Analysis of a Massive Galaxy Cluster at $z=1.75$
我们在$z=1.75$对星系团IDCS J1426.5+3508进行了弱透镜研究，该星系团是已知红移最高的强透镜星系团，也是迄今为止进行过弱透镜分析的最远的星系团。使用F160 W，F814 W，和F606 W的观测与哈勃太空望远镜，我们发现切向剪切在$2σ$的意义。将Navarro-Frenk-White质量分布与理论中值质量浓度关系拟合到剪切，我们得到质量$M_{200,\mathrm{crit}}=2.3^{+2.1}_{-1.4}\times10^{14}$ M $_{\odot}$。这个质量与之前根据Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应、X射线和强透镜效应估计的质量一致。该集群位于低红移观测到的局部SZ-弱透镜质量标度关系上，表明这种关系的演化最小。
2016-01-29 astro-ph.CO
Ellipticity of Brightest Cluster Galaxies as tracer of halo orientation and weak-lensing mass bias
对星系团质量的弱透镜测量通常基于球对称密度分布的假设。然而，冷暗物质模型预测暗物质晕的形状是三轴的。晕三轴性，以及主轴相对于视线的方向，预计是弱透镜质量测量中固有散射的主要原因。星系团中央星系（Brilliant Cluster Galeries; BCGs）的形状被认为是遵循暗物质晕的形状。在这里，我们调查使用BCG椭圆率作为预测的弱透镜质量偏差在个别集群相比，平均值。使用弱透镜质量$M^{\rm WL}_{500}$从称重巨人项目，和$M_{500}$来自气体质量作为低散射质量代理，我们发现，平均而言，与平均值相比，具有最圆/最椭圆25%的BCGs的集群的透镜质量偏高/低$\sim 20$ %，定性预测的冷暗物质模型。对于利用弱透镜质量估计的星系团宇宙学项目，BCG的形状可以提供有用的信息，对弱透镜质量估计中的取向偏差以及星系团选择偏差的影响。
2019-10-17 astro-ph.CO
The origin of peak-offsets in weak-lensing maps
在弱透镜质量图中确定的峰值的质心位置通常显示出相对于其他识别晕中心的方法的偏移，例如最亮的星系团或X射线发射质心的位置。在这里，我们研究了投影的大尺度结构（LSS），平滑的质量图，和形状噪声的弱透镜峰位置的效果。此外，我们将质量图中的偏移量与参数模型拟合中的偏移量进行比较。使用射线跟踪模拟通过千年运行$N$体模拟，我们发现，投影LSS不改变我们的模拟的空间分辨率的限制内的弱透镜峰的位置，这超过了典型的弱透镜地图的分辨率。我们的结论是，预计LSS，虽然一个主要的污染物弱透镜质量估计，是不是一个来源的混乱，确定晕中心。文献中通常报告的偏移是由形状噪声和平滑单独的组合引起的。这对于从质量贴图和模型拟合导出的质心位置都是正确的。
2011-10-12 astro-ph.CO
New highly precise weak gravitational lensing flexions measurement method based on ERA method
弱引力透镜弯曲是一种弱透镜畸变，定义为引力透镜势的三阶导数的自旋1和自旋3的组合。由于剪切具有二阶导数的自旋2组合，因此屈曲信号给出了与剪切信号部分独立的信息，并且比剪切信号对局部质量分布更敏感。因此，它的测量有望在观测宇宙学中发挥重要作用。然而，由于屈曲信号的微弱性以及其固有噪声的复杂性使得其精确观察非常困难。本文提出了一种新的测量屈曲信号的方法，即ERA方法，它是一种测量弱透镜剪切的方法，不需要任何近似。我们发现两个特定的组合的弯曲，提供的数量，只有透镜信息和自由的内在噪声时，采取平均。通过简单的数值模拟证实，这些组合的统计平均值实际上不依赖于固有失真的强度。
2021-11-22 astro-ph.CO
Weak Lensing Results of the Merging Cluster A1758
在这里，我们提出了A1758的弱透镜效应的结果，这是已知的，包括四个子集群经历两个独立的合并，A1758 N和A1758 S。A1758 N的弱透镜效应结果与之前对1 E0657 -558（子弹星系团）和MACS J0025.4-1222的弱透镜效应结果一致，后者的X射线气体成分被发现与其星系团的引力势在很大程度上分离。A1758 N的几何结构与先前公布的合并不同，因为它的一个X射线峰覆盖了相应的引力势，而另一个X射线峰与它的星系团的引力势分离得很好。两个北星系团的弱透镜质量峰在2.5 σ水平上分离。我们估计A1758 N星系团的总质量为2.2+/-0.5 10 ^15 M_sun，r_200=2300（+100/-130）kpc。我们还检测到七个强透镜候选者，其中两个可能提供的信息，将提高质量测量的A1758 N。
2011-11-30 astro-ph.CO
Modeling of weak lensing statistics. I. Power spectrum and bispectrum
我们调查的3D物质分布的分析模型，它结合了微扰理论与晕模型，弱透镜统计的性能。我们比较我们的预测弱透镜收敛功率谱和双谱与数值模拟和拟合公式在以前的工作中提出的。我们发现，该模型提供了更好的协议与模拟比公布的拟合公式。这表明，建立在系统和物理动机的模型是一个很有前途的方法。此外，这明确了弱透镜统计和三维物质分布的基本属性之间的联系，作为尺度$\ell$的函数。因此，我们获得了微扰项（完整到一个环路）和非微扰项（例如，术语“1-卤代”）。最后，我们表明，这种方法恢复宇宙学的依赖（现实的情况下）。
2012-05-22 astro-ph.CO
General Relativistic Effects in Weak Lensing Angular Power Spectra
在即将到来的弱透镜调查的进展提出了新的挑战，透镜观测的准确建模。欧几里德广阔的天空覆盖范围使角度尺度下降到$l_\mathrm{min}=10$。在如此大的角度尺度下，广义相对论效应显现出来，而透镜放大率不能仅用标准的透镜会聚来正确描述。视线速度对放大角功率谱的影响，称为多普勒放大，已经在文献中得到了很好的认识。特别是，有人建议，可以通过测量宇宙切变和放大率来提取多普勒放大率。在这项工作中，我们指出了两个以前被忽视的方面，这种方法。首先，多普勒放大的影响通过与标准透镜收敛的非零交叉项来减小。当源在宽度为$Δz\approx 0.1$的面元上被平均时，例如在欧几里得的层析弱透镜勘测中，这是特别相关的。其次，广义相对论势项略微增强了信号。本文给出了大尺度下弱透镜角功率谱中所有相对论效应的数值计算。
2021-11-01 astro-ph.CO
Optimal void finders in weak lensing maps
宇宙空洞是包含大量宇宙学信息的大尺度结构的关键组成部分。通常情况下，空洞是从底层星系分布中识别出来的，这是总物质场的一个有偏见的示踪剂。以前的工作已经表明，在弱透镜图中识别出的二维空洞--弱透镜空洞--更好地对应于沿着视线的真实欠密区域。在这项工作中，我们研究了弱透镜空洞的属性如何取决于空洞探测器的选择，通过调整几个流行的空洞探测器。我们提出并讨论了直接在收敛图中识别空洞和弱透镜峰分布之间的差异。特别的努力已经取得了测试这些结果是如何影响星系形状噪声，这是一个主要的噪声源，在弱透镜观测。通过研究每个空洞探测器的切向剪切剖面的信噪比（SNR），我们发现直接在收敛图中识别的空洞具有最高的SNR，但也是受星系形状噪声影响最大的空洞。波谷受噪声影响最小，但也具有最低的SNR。隧道算法，它确定弱透镜峰分布中的空隙，是一个很好的折衷之间找到一个大的切向剪切SNR和减轻星系形状噪声的影响。
2020-09-02 astro-ph.CO
Fast generation of weak lensing maps by the inverse-Gaussianization method
为了充分利用即将到来的弱透镜巡天的前所未有的力量，理解噪声，如宇宙方差和几何/掩模效应，与理解信号本身一样重要。准确量化的噪音需要大量的统计独立的模拟各种宇宙学。这对于弱透镜模拟是不切实际的，这对于同时要求大盒子尺寸（以覆盖过去光锥的显著部分）和高分辨率（以稳健地探测大部分透镜信号所在的小尺度）是昂贵的。因此，需要快速模拟生成方法，并正在进行深入研究。我们提出了一种新的快速弱透镜映射生成方法，称为逆高斯化方法，其基于透镜收敛场可以通过局部变换高斯化到极好的精度的发现[Yu等人，Phys.Rev.D84，023523（2011）]。给定一个模拟，它使我们能够产生尽可能多的无限统计独立的透镜映射一样快，产生模拟初始条件。所提出的方法进行了测试，对模拟为中心的镜头红移$z \sim 0.5$，1和2，与各种统计的每个层析成像箱。我们发现，我们的方法产生的透镜映射有相当准确的功率谱，双谱，功率谱协方差矩阵。因此，这将是有用的弱透镜调查，以产生现实的模拟。作为应用的一个例子，我们测量的透镜功率谱的概率分布函数，从16384透镜映射的逆高斯化方法产生的。
2016-10-25 astro-ph.CO
Karhunen-Loeve Analysis for Weak Gravitational Lensing
在过去的十年里，弱引力透镜已经成为在最大尺度上研究宇宙的重要工具，它可以帮助我们了解暗物质的分布、宇宙的膨胀和暗能量的性质。本论文的研究探讨了Karhunen-Loeve（KL）分析的几个应用，以加快和改善弱透镜剪切星表与理论的比较，以约束宇宙学参数在当前和未来的透镜调查。在简要介绍了宇宙学和KL分析之后，本文讨论了弱透镜分析的三个相关方面：（1）三维层析成像（基于Vanderplas等人2011年发表的工作）;（2）不完整/空白数据的剪切峰值统计（基于Vanderplas等人2012年发表的工作）;以及（3）使用KL模式从间隙数据进行两点参数估计（以前未发表）……[this摘要已被缩写;请参阅论文的完整摘要]。
2013-01-28 astro-ph.CO
Weak gravitational lensing with CO galaxies
光学弱透镜巡天已经成为精确宇宙学的有力工具，但仍然受到系统效应的影响，如果不小心消除，可能会严重影响宇宙学参数的估计。我们讨论了在无线电/微波频率进行互补弱透镜调查的可能性，使用检测的CO发射星系与解决连续图像从ngVLA。这种方法具有完全不同的光学弱透镜剪切测量系统的不确定性（例如在混合，PSF和红移的不确定性），并可以提供额外的信息，以帮助解开内在的宇宙学剪切信号的对齐。因此，光学和CO星系透镜调查的综合分析将为Euclid，LSST和WFIRST的高灵敏度未来调查提供极其严格的验证，明确拒绝由于残余系统效应而产生的偏差。ngVLA的透镜调查也将提供有价值的光谱（运动学）和偏振信息，可用于开发新的宇宙学分析，这是目前不可能在光学。
2018-06-21 astro-ph.CO
Mass Reconstruction using Particle Based Lensing II: Quantifying substructure with Strong+Weak lensing and X-rays
我们报告了使用基于粒子的透镜（PBL）的A1689的质量重建，这是一种强+弱透镜的新技术，可以根据数据密度和信噪比提供可变分辨率。使用PBL，我们还计算所得质量图的协方差矩阵。A1689的重建显示了东北方向的第二个质量峰，证实了以前的光学观测。这表明集群的中心区域仍在进行弱合并。我们已经用这张质量图测量了暗物质分布的功率比，并将其与X射线分布进行了比较。我们发现，在X射线分布的功率较低，表明一个平滑和圆的气体分布相比，暗物质分布。我们将NFW分布拟合到从质量图导出的分布，并且我们发现1 Mpc内的透镜质量是$1.5\pm0.33\times 10^{15}M_\odot$。这比X射线质量高。
2012-01-17 astro-ph.CO
Density mapping with weak lensing and phase information
宇宙中大尺度结构的现有探测器具有不同的特性：星系是高分辨率但有偏差的质量示踪剂，而弱透镜避免了这种偏差，但由于低信噪比，分辨率很差。我们调查重建投影密度场利用弱透镜和星系位置的互补性。我们提出了一个最大概率重建的2D透镜收敛与剪切数据的似然项和前傅立叶相位从星系的位置。通过只考虑星系场的相位，我们避开了未知的偏置值，并允许它通过透镜在模式的基础上进行校准。通过将这种方法应用到一个现实的模拟星系剪切目录，我们发现，弱的相位前提供了一个良好的质量重建到尺度超过l=1000，远到单独的透镜信号的噪声域。
2014-08-27 astro-ph.CO
Weak lensing predictions for modified gravities at non-linear scales
我们提出了一套预测弱透镜关联函数的背景下，修改后的重力模型，包括在这些模型中的非线性功率谱制度的影响处方。我们考虑DGP和f（R）模型，以及具有相同膨胀历史的暗能量模型。我们使用的要求，重力接近GR在小尺度上估计这些模型的非线性功率。然后，我们计算弱透镜统计，显示其行为的规模和红移的函数，并提出预测测量精度与未来的透镜调查，考虑到宇宙方差和星系形状噪声。我们证明了改进的鉴别能力弱透镜测试修改后的重力一旦非线性功率谱的贡献已被列入。我们还研究了未来的透镜调查的能力，以约束参数化的非线性功率谱，包括敏感性的增长因素。
2009-11-26 astro-ph.CO
SHELS: Testing Weak Lensing Maps with Redshift Surveys
弱透镜巡天正在成为构造“质量选择”星系团的重要工具。我们评估的效率和完整性相结合的密集，完整的红移调查，史密森Hectospec透镜调查（SHELS），从深透镜调查（DLS）的弱透镜地图弱透镜选择。SHELS在4平方度的DLS场中包含了11，692个R < 20.6的星系的红移;该巡天为确定红移z 3.5的大质量星系团< 0.55. The range of sensitivity of the redshift survey is similar to the range for the DLS convergence map. Only four the twelve convergence peaks with signal-to-noise >对应于M > 1.7 x 10^14太阳质量的星系团提供了坚实的基础。SHELS中的八个大质量星团中有四个在弱透镜图中被检测到，完整性约为50%。我们研究了七个已知的扩展集群X射线源在DLS领域：三个可以检测到的弱透镜映射，三个不应该被检测到没有从叠加的大尺度结构提升，和一个神秘的未检测到，即使它的光学特性表明，它应该产生一个可检测的透镜信号。总之，这些结果强调了需要更广泛的比较不同的方法之间的大规模集群识别。
2009-12-11 astro-ph.CO
Weak lensing reconstruction through cosmic magnification I: a minimal variance map reconstruction
提出了利用星系数密度分布中的宇宙放大效应重建弱透镜图的概念。我们提出了一个最小方差线性估计，以尽量减少在地图重建的主要系统和统计误差。它利用明显不同的流量依赖性分离宇宙放大信号的压倒性的星系固有的集群噪声。它还最大限度地减少了散粒噪声误差的最佳加权方案的星系数密度在每个通量箱。我们的方法是在原则上适用于所有的星系调查合理的红移信息。我们证明了它的适用性对计划平方公里阵列调查，在简化的条件下。用我们的方法重建的弱透镜图与用宇宙剪切、CMB和21cm透镜重建的弱透镜图是互补的。它们对于弱透镜重建中系统误差的交叉检验和改进宇宙学约束是有用的。
2012-02-15 astro-ph.CO
The 400d Galaxy Cluster Survey weak lensing programme: II: Weak lensing study of seven clusters with MMT/Megacam
星系团质量函数的演化敏感地反映了宇宙的膨胀历史和宇宙结构的形成。强有力的集群质量测定是一个可靠的测量这种演变的关键因素，特别是在高红移。平均而言，弱引力透镜是一种很有前途的无偏质量估计工具。这个弱透镜计划的目标是测量一个完整的X射线选择的36个高红移（0.35<z<0.9）星系团的弱透镜质量。本文的目的是证明该方法对常见问题的鲁棒性，包括纯仪器效应，明亮的（8- 9等）恒星靠近星团中心的存在，高z（z~0.8）星团的地面测量，以及沿视线的大质量无关结构的存在。我们选择了一个子样本的MMT/Megacam观察到的七个集群。通过与档案CFHT/MegaCam观测进行交叉比较，详细检查仪器效应。我们得到的质量估计七个集群通过建模的切向剪切与NFW的配置文件，在两种情况下，多个组件，以考虑到投影结构的视线。我们坚定地检测到来自所有七个超过$3.5σ$的星团的透镜信号，并确定它们的质量，范围从$10^{14} M_{\odot}$到$10^{15} M_{\odot}$，尽管附近存在明亮的恒星。我们检索了CL 1701+6414场中不止一个星系团的透镜信号，同时显然通过一个巨大的前景灯丝观察CL 1701+6414。在CL 1641+4001中我们还发现了一个多峰剪切信号。在CL 1701+6414的MMT和CFHT图像中测量的剪切结构高度相关。
2012-10-08 astro-ph.CO
Statistical and Systematic Errors in Measurement of Weak-Lensing Minkowski Functionals: Application to Canada-France-Hawaii Lensing Survey
利用弱引力透镜测量宇宙剪切是一项具有挑战性的任务，涉及许多复杂的过程。详细研究了弱透镜闵可夫斯基泛函测量中的系统误差。具体来说，我们专注于星系形状测量，光度红移误差和剪切校准校正相关的系统学。我们首先生成模拟弱透镜目录，直接纳入加拿大-法国-夏威夷透镜巡天（CFHTLenS）的实际观测特征。然后，我们使用各种宇宙学模型的大型模拟目录集进行Fisher分析。我们发现，与观测效应相关的统计误差降低了宇宙学参数约束的几个因素。Subaru Hyper Suprime-Cam（HSC）巡天的天空覆盖范围为~1400 deg 2，将约束状态参数的暗能量方程，仅由透镜MF引起的误差为Δ w_0 ~ 0.25，但由系统学引起的偏差可以与1-sigma误差相当。我们的结论是，透镜MF是强大的统计两点统计之外，只有当良好的校准测量的红移和源星系的形状进行。最后，我们分析了CFHTLenS数据，以探索MF打破几个宇宙学参数之间简并的能力。利用MFs和剪切关联函数的组合分析，我们得到物质密度Omega_m0= 0.256+0.054-0.046。
2014-04-02 astro-ph.CO
Gauge-Invariant Formalism of Cosmological Weak Lensing
我们提出了宇宙学弱透镜的规范不变形式，解释了由于线性量级的标量、矢量和张量扰动引起的所有相对论效应。虽然光的传播完全由测地线方程描述，但光子波矢量与物理量的关系需要定义它们的框架的规范。通过构造观测者和源位置的局部四分体基，我们阐明了弱透镜观测量（如会聚、剪切和转动）与源静止坐标系中定义的物理尺寸和形状以及观测者静止坐标系中测量的观测角和红移之间的关系。与标准的透镜形式主义相比，额外的相对论效应对所有的透镜观测量都有贡献。我们明确验证规范不变性的透镜观测量，并比较我们的结果与以前的工作。特别是，我们证明，即使在存在的矢量和张量扰动，物理旋转的透镜观测值消失在线性顺序，而四分之一的基础旋转沿光传播相比，FRW坐标。虽然后者经常被用作探测原始引力波，但四分体基底的旋转确实不是一个物理观测。进一步阐明了它与弱透镜下的E-B分解的关系。我们的形式主义提供了一个透明的和全面的宇宙学弱透镜的观点。
2018-04-09 astro-ph.CO
Mapping the cosmic mass distribution with stacked weak gravitational lensing and Doppler lensing
暗物质晕代表物质分布中密度最高的峰。相反，宇宙空洞是宇宙中密度较低的区域。探测宇宙的质量分布需要各种方法，包括微弱的引力透镜，它微妙地改变了遥远源的形状，多普勒透镜，由于特殊的速度而改变了物体的表观尺寸和大小。在这项工作中，我们采用引力和多普勒透镜效应来研究宇宙空洞/晕及其周围的物质分布。我们使用相对论$N$体代码\texttt{gevolution}，产生质量扰动，并开发一个新的光线追迹代码，依赖于设计的射线束方法。我们考虑了三种类型的晕质量和空洞半径，并提取宇宙学信息，通过堆叠周围的空洞/晕弱透镜和多普勒透镜信号。本文的结果表明，结合引力和多普勒透镜效应来映射质量分布的最佳策略应该集中在红移范围$z\approx 0.3-0.4$。本文的建议是，未来的光谱调查应该集中在这些红移，并利用引力和多普勒透镜技术，以提取有关整个宇宙网络，特别是宇宙空洞内部的底层物质分布的信息。这可以为正在进行的或未来的低红移光谱调查提供补充的宇宙学分析。
2021-12-08 astro-ph.CO
Noise Estimates for Measurements of Weak Lensing from the Lyman-alpha Forest
我们提出了一种方法来测量弱透镜使用莱曼α森林。在这里，我们估计的噪声预期在弱透镜映射和功率谱不同的观测参数。我们发现，调查的规模和质量正在做的今天和计划的未来将能够测量的透镜功率谱在源红移z~2.5的高精度，甚至能够成像的前景物质的分布度尺度上的高保真度。例如，我们预测，从暗能量光谱仪器调查莱曼α森林透镜测量应产生的质量波动幅度的统计误差为1.5%。通过将红移范围分成多个仓，一些层析成像透镜信息也应该是可访问的。这将允许在比星系切变巡天更高的红移下进行宇宙透镜测量，并相应地更好地约束相对早期的暗能量演化。
2017-06-27 astro-ph.CO
Statistical separation of weak gravitational lensing and intrinsic ellipticities based on galaxy colour information
星系的内禀排列被认为是小角尺度弱透镜巡天中最重要的系统性问题之一。在本文中，我们调查的椭圆度关联函数，分别测量椭圆星系和旋涡星系，我们假设的通用对齐机制的基础上，潮汐剪切和潮汐扭矩，分别。包括形态学信息允许找到测量的椭圆率关联函数的线性组合，其完全抑制引力透镜信号或者其相对于固有对准显示出强烈增强的引力透镜信号。具体地说，我们发现$(i)$内禀排列谱可以用广角层析测量方法以$Σ\simeq 60$的显著性以模型无关的方式测量，$(ii)$内禀排列模型的参数可以用Euclid的测量方法确定，$(iii)$这种测量不受错误分类星系和假设错误排列模型的阻碍，从清洁的弱透镜光谱进行$(iv)$参数估计是可能的，几乎没有偏差，并且$(v)$错误分类不会强烈影响从增强的弱透镜光谱进行的参数估计。
2020-02-22 astro-ph.CO
Detection of a filament connected to CL0016 with weak gravitational lensing
我们报告了在$z=0.55$，CL 0015.9 +1609和RX J0018.3+1618两个星系团之间的暗条的弱透镜探测。我们用$Lensfit$对深多波段Subaru/Suprime-Cam图像进行弱透镜分析。来自灯丝的弱透镜信号被来自相邻大质量星系团的信号污染，我们使用两种不同的方法统计减去星系团分量。这两种方法产生一致的剪切轮廓上的长丝与$\gtrsim2σ$的意义和长丝的平均表面质量密度为$<Σ>=(3.20\pm0.10)\times10^{14}h$ M $_\odot$ Mpc $^{-2}$，这是在广泛的协议与以前的研究。正在进行的调查，如超级Suprime-Cam将确定更多的细丝，这将成为宇宙结构形成的新探针。
2015-03-22 astro-ph.CO
A New Method for PSF correction using the Ellipticity of Re-smeared Artificial Images in Weak Gravitational Lensing Shear Analysis
提出了一种新的点扩散函数修正方法，该方法利用与透镜像具有相同椭圆率的人工像对弱引力透镜剪切进行修正。这避免了与先前方法中使用的PSF校正中的近似相关联的系统误差。我们测试了新的方法与模拟对象具有高斯或Cersic轮廓涂抹高斯点扩散函数，并确认没有系统误差。
2014-03-28 astro-ph.CO
The effect of Limber and flat-sky approximations on galaxy weak lensing
本文综述了常用的Limber近似和平天近似在计算星系弱透镜剪切功率谱和关联函数中的作用。这些近似在小尺度下是准确的，但最近有人声称，它们对低多极子的影响可能会导致从CFHTLenS等调查中推断的质量波动幅度增加，从而减少星系弱透镜效应与普朗克从宇宙微波背景观测中确定的幅度之间的紧张关系。在这里，我们探讨这些近似的宇宙学参数来自弱透镜调查的影响，使用CFHTLenS数据作为测试案例。我们的结论是，使用小角度近似的宇宙学参数估计是可以忽略不计的当前数据，并没有有助于当前的弱透镜调查和普朗克之间的紧张关系。
2017-04-04 astro-ph.CO
Primordial Non-Gaussianity and the Statistics of Weak Lensing and other Projected Density Fields
弱透镜观测量（如剪切和收敛）的估计通常具有非线性校正，这在原则上使弱透镜功率谱对原始非高斯性敏感。在本文中，我们定量评估这些贡献弱透镜自相关和互相关功率谱，并表明，它们强烈抑制投影效应。这是中心极限定理的结果，当投影达到密度场的几个相关长度L_P~55 [Mpc/h]时，中心极限定理抑制了对高斯性的偏离。此外，对投影双谱有贡献的典型尺度通常小于对投影功率谱有贡献的尺度。这两种效应都不是透镜效应所特有的，因此会影响非线性示踪剂的统计（例如，任何投影密度场的峰值）。因此，三维密度场的有偏示踪剂的聚类一般比从投影密度场构造的可观测量对非高斯性更敏感。
2011-04-07 astro-ph.CO
Weak lensing by voids in modified lensing potentials
我们研究了立方伽利略和非局部引力宇宙学中的空隙透镜效应，这是修改透镜效应势的引力理论的例子。我们发现在N体模拟的暗物质和晕密度场中存在空洞，并从空洞密度分布中分析计算它们的透镜信号，我们发现它们与一个简单的解析公式很好地拟合。在立方Galileon模型中，空隙内部重力的修改没有被屏蔽，与GR相比，它们大约是透镜效应大小的两倍。这种差异在很大程度上取决于第五种力对透镜效应的直接影响，而不是修改后的密度分布。对于这个模型，我们还讨论了微妙的影响力和透镜的计算所造成的屏蔽效应存在于和周围的空隙晕。在非局部模型中，修改后的密度分布和直接修改透镜的影响是可比的，但他们提高了透镜信号只有$\approx 10\%$，与GR相比。总体而言，我们的研究结果表明，空隙透镜是一个很有前途的工具来测试模型的重力，修改透镜。
2015-09-13 astro-ph.CO
Maximising information from weak lensing galaxy surveys
针对第四阶段弱引力透镜星系巡天的分析精度需求，本研究开发新的二次最大似然功率谱估计实现、用理论不确定性法缓解重子反馈偏差并重估二元尺度截断准则，在最大化观测信息的同时降低系统偏差，推动弱引力透镜宇宙学发展。
2025-03-21 astro-ph.CO
Weak Gravitational Lensing of CMB - Revisit
本文重新讨论了CMB的弱引力透镜。关键是CMB光子的偏转角随红移而变化。由此，我们得到一组修改后的功率谱。与以前的计算结果相比，温度、偏振E模和互功率谱修正的量级为$0.01 %$，偏振B模修正的量级为$0.4 %$（到$l=2000$）。
2009-03-26 astro-ph.CO
Pixel Noise Effect and its Correction method by ERA Method for Precise Weak Gravitational Lensing Shear Measurement
在统计弱引力透镜分析中，如宇宙剪切测量，需要高精度的弱透镜剪切测量，以实现对宇宙学参数的严格约束。为此目的，应校正测量中的任何系统误差。像素噪声是大气通量的泊松噪声，是大气通量测量的主要系统误差之一。研究了ERA法剪切测量中像素噪声对系统误差的影响，并提出了相应的修正方法。对该方法进行了各种条件下的模拟验证，结果表明，该方法除了对极低信噪比的星系外，都能对$80 \sim 90\%$的系统误差进行校正。
2017-06-13 astro-ph.CO
Cosmological parameters from weak cosmological lensing
在这份人类发展报告（HDR）的手稿中，作者介绍了他过去十年的一些工作。本论文的主要研究内容是宇宙剪切，即宇宙中的大尺度结构对遥远星系的弱引力透镜作用所产生的图像畸变。宇宙剪切已成为研究暗物质本质和当前宇宙加速膨胀起源的有力工具。在过去的几年里，宇宙剪切已经发展成为一种可靠和强大的宇宙学探测器，提供了宇宙膨胀历史及其结构增长的测量。我回顾了弱引力透镜的原理，并展示了如何在宇宙学的背景下解释宇宙剪切。然后，我给出了弱透镜测量的概述，并从加拿大-法国夏威夷透镜巡天（CFHTLenS）的观测结果，以及宇宙学的影响。最后，我展望了未来的各种调查和任务，宇宙剪切是主要的科学驱动力之一，并讨论了有前途的新的弱宇宙透镜技术，为未来的观测。
2018-07-22 astro-ph.CO
Weak lensing calibration of mass bias in the REFLEX+BCS X-ray galaxy cluster catalogue
使用大的，X射线选择的星系团目录的宇宙学分析需要一个彻底的理解的X射线质量估计。由于弱引力透镜对星系团的动力学状态不敏感，因此它是研究这类问题的理想方法。我们执行一个弱透镜校准的166个星系团的REFLEX和BCS集群目录，并比较我们的结果的X射线质量的基础上，从该目录的缩放光度。要解释弱透镜信号的集群质量，我们比较简单的理论Navarro-Frenk-White模型和模拟集群透镜配置文件，包括复杂的集群子结构，投影大尺度结构，和爱丁顿偏置的透镜信号。我们发现X射线质量低估的证据，正如预期的那样，与$\langle M_{\mathrm{X}}/M_{\mathrm{WL}}\rangle = 0.75 \pm 0.07$状态。$\pm 0.05$系统我们最合适的模特在忽略这种质量偏差的典型星系团丰度测量中，宇宙学参数的偏差通常会超过统计误差。
2017-04-03 astro-ph.CO
Spectroscopic Tomography: A First Weak Lensing Detection Using Spectroscopic Redshifts Only
我们描述了第一次光谱层析（spectrotomographic）弱透镜测量的星系团的基础上，只有背景星系光谱确定的红移。我们使用大规模集群A2029来展示结合光谱学和透镜的力量，以获得准确的质量，并克服污染和光度红移误差的偏差。我们在$>3.9 σ$处检测到来自簇的剪切信号。剪切信号与源红移的比例与$Λ$ CDM宇宙中的角直径距离比变化是一致的。此外，测量信号的幅度与X射线质量一致。即将到来的光谱仪器，如斯巴鲁上的Prime Focus Spectrograph，将允许光谱层析弱透镜测量，其S/N可与数百个星系团的当前基于光度红移的弱透镜测量相媲美。因此，光谱层析成像可以实现灵敏的宇宙学约束，补充和独立于其他测量技术。
2020-09-17 astro-ph.CO
