New measurements of the cosmic infrared background fluctuations in deep Spitzer/IRAC survey data and their cosmological implications
我们扩展以前的测量宇宙红外背景（CIB）波动~ 1度使用斯皮策扩展深度调查的新数据。在3.6和4.5 mic下分析了两个场，其深度为~12 hr/像素，超过3个时期。地图的领域组装使用自校准方法，独特的适合探测微弱的漫反射背景。从图中去除已分辨的源，直到AB mag ~ 25的星等极限，如剩余的散粒噪声水平所示。然后对这些地图进行傅立叶变换，并对其功率谱进行评估。仪器噪声是从时间差数据中估计出来的，减去它就可以分离出实际天空的空间波动。源减去字段的功率谱保持相同（在观测的不确定性）的三个时代，表明黄道光的波动贡献可以忽略不计。与8 mic功率谱的比较表明，银河卷云不能解释波动。该信号在天空中呈现各向同性分布，这是银河系外起源所必需的。CIB波动继续发散，在< 1度的角标度上超过已知星系群的10倍。低散粒噪声水平仍然在扩散地图表明，大规模的波动所产生的空间聚类微弱的源远低于混淆噪声。这些波动的空间谱与根据标准宇宙学模型（LCDM）在与第一恒星时代相一致的时代聚集的人口起源是合理的一致的。
2012-04-19 astro-ph.CO
Cosmic Infrared Background Fluctuations in Deep Spitzer IRAC Images: Data Processing and Analysis
本文提供了一个详细的描述的数据处理和分析程序，已在我们以前的研究中使用深斯皮策IRAC观测宇宙红外背景（CIB）的空间波动。我们应用的自校准从波动中去除了强烈的仪器信号，否则会破坏我们的结果。的程序和结果掩蔽亮源，和建模暗源的仪器噪声设置的水平。进行各种测试，以证明这些领域的所得功率谱不占主导地位的仪器或程序的影响。这些测试表明，留在最深场的大尺度（>~ 30 '）波动与亮度足以被单独检测到的星系没有直接关系。我们提供了这些功率谱的参数化，在单独的仪器噪声，散粒噪声，和幂律分量。我们对CIB强度的空间波动的测量表明，产生波动的物体的平均发射非常低（在3-5微米处>~1 nW m-2 sr-1），因此与当前的伽马射线吸收约束一致。波动的来源可能是高z星族III天体，或者是非常低光度天体的更局部的组成部分，其聚集特性与已分辨的星系不同。最后，我们讨论了即将到来的天基调查的前景，直接测量的人口产生这些源扣除CIB波动居住的时代，并隔离这些人口的个人通量。
2009-09-21 astro-ph.CO
Multi-Component Decomposition of Cosmic Infrared Background Fluctuations
在0.5 $μ$ m到2 $μ$ m之间的近红外背景包含了与宇宙辐射过程有关的丰富信息。红外背景各向异性编码的红移加权的总排放量在宇宙的历史，包括任何空间扩散和扩展的贡献。各向异性功率谱在小角标度下由未探测到的星系主导，在大角标度下由银河系辐射的弥散背景主导。除了这些已知的来源外，红外背景也来自$z < 3$的内晕光（IHL），与星系合并期间潮汐剥离的恒星有关。此外，它还包含了来自再电离时代（EoR）的第一批星系的信息。EoR信号具有光谱能量分布（SED），其由于莱曼吸收而在光学波长附近变为零，而其他信号具有随频率平滑变化的光谱。由于SED和空间聚类的差异，这些组分可以在多波长波动实验中分离。为了研究在何种程度上EoR波动可以分离的存在下，IHL，河外和银河系的前景，我们开发了一个极大似然技术，采用了完整的协方差矩阵之间的所有频率在不同的角度尺度。我们将这种技术应用于模拟的深成像数据在2 $\times$ 100度$^2$天空区域从0.75 $μ$ m到5 $μ$ m的9个波段，并发现这样的“频率层析成像”可以成功地重建代表性的EoR，IHL和前景信号的幅度和频谱形状。
2018-09-18 astro-ph.CO
Brightness and Fluctuation of the Mid-Infrared Sky from AKARI Observations towards the North Ecliptic Pole
我们提出了平滑的中红外天空的观测日本红外天文卫星AKARI。AKARI在其冷相期间用覆盖2.4至24微米的9个波段监测了北黄道极（NEP），其中6个中红外波段用于本研究。我们应用功率谱分析的图像，以寻找天空亮度的波动。观测到的波动被解释为光子噪声，微弱源的散粒噪声和银河卷云的波动。在短的中红外波长（7，9和11微米）的几角分尺度的波动主要是由星际尘埃卷云的漫射银河光引起的。在长的中红外波长（15，18和24微米），光子噪声是波动的主要来源，从弧秒到几个弧分。去除这些影响后，200弧秒处的剩余波动幅度在24微米处至多为1.04 +/- 0.23 nW m^-2 sr^-1或亮度的0.05%，在18微米处至少为0.47 +/- 0.14 nW m^-2 sr^-1或亮度的0.02%。我们得出，考虑2σ误差时，黄道光向NEP方向的波动上限为天空亮度的0.03%。
2012-08-25 astro-ph.CO astro-ph.EP
Cosmic Infrared Background Fluctuations and Zodiacal Light
我们已经进行了一个特定的观测测试，以测量黄道光可以对近红外背景的空间波动的测量的效果。以前对黄道光可能引起的波动的估计通常是从较长波长和低角分辨率的热发射观测中推断出来的，或者是从IRAC对高纬度地区的观测中推断出来的，在这些地区黄道光是微弱的，并且不随时间强烈变化。这里分析的新观测目标是COSMOS场，在低黄道纬度处，黄道光强度在可以观测到该场的太阳伸长率范围内以$\sim2$的因子变化。我们发现背景的空间功率谱的白噪声分量与模拟的黄道光强度相关。大约有一半的白噪声与黄道光相关，但黄道光模型中明显的系统不确定性阻碍了对白噪声的更详细解释。在大的角度尺度（$\gtrsim100"$），观察到多余的功率以上的白噪声，我们发现没有相关性的功率与模拟强度的黄道光。这个测试清楚地表明，红外背景中的大尺度功率不是由黄道光引起的。
2016-04-25 astro-ph.CO
Reconstructing emission from pre-reionization sources with cosmic infrared background fluctuation measurements by the JWST
我们提出了一种新的方法，利用宇宙红外背景（CIB）波动探测源在10<z<30从JWST/NIRCam配置，将隔离已知星系28 AB等在0.5- 5微米。目前，在斯皮策和Akari的数据中，在2- 5微米处已经确定了显著的相互一致的源扣除CIB波动，但是我们在最近的CIBER数据中证明了在较短波长处的内部不一致。我们评估CIB的贡献，从剩余的星系，并表明，大部分的高Z源将在近红外相机光束的混乱噪声，需要CIB的研究。精确测量的角度谱的波动和探测的依赖性，其集群组件上的剩余散粒噪声功率将区分各种目前提出的模型，其起源和探测其源的通量分布。我们发现，CIB波动的贡献，从其余星系是大的，在可见光波长为目前的仪器排除探测假定的莱曼break的CIB波动。我们证明，与建议的JWST配置，这样的测量将使探测莱曼打破。我们开发了一种莱曼破裂层析成像方法，使用NIRCam波长覆盖，通过相邻的两个波段相减，识别或约束宇宙走出“黑暗时代”时超过10<z<30的发射历史。我们将所提出的层析成像应用于当前3.6和4.5微米处的Spitzer/IRAC测量，发现它已经导致在z>30处的发射的有趣的低上限。
2015-03-18 astro-ph.CO
AKARI Observation of the Sub-degree Scale Fluctuation of the Near-infrared Background
我们报告的天空亮度的空间波动分析，在近红外观测对北黄道极（NEP）的AKARI在2.4和3.2微米。作为对我们先前在AKARI监测场工作的后续研究，我们使用了覆盖约0.4平方度圆形区域的NEP深度调查数据，以便将角度尺度的波动分析扩展到1000”。我们发现，在估计的散粒噪声在更大的角度比监视器字段的角度尺度的残留波动。NEP深场的过度波动在几百角秒的角尺度上与监视器场的过度波动平滑地连接，并且没有任何显著变化地延伸到高达1000”的更大的角尺度。通过比较两个波长处的过量波动，我们确认了类似于监视器字段的结果的蓝色光谱特征。我们发现，这项研究的结果是一致的斯皮策太空望远镜观测在3.6微米。在近红外背景的过度波动的起源仍然有待回答，但我们可以排除黄道光，弥漫的银河系光，和未解决的微弱星系在低红移的基础上比较中，远红外亮度，地面近红外图像。
2015-04-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Contribution of Faint Galaxy Wings to Source-subtracted Near-infrared Background Fluctuations
早期分析哈勃近红外超深场时使用的减去源的1.1和1.6 μm NICMOS图像包含已识别源的扩展翼中的剩余通量，这些剩余通量对波动功率的贡献未知。与原始结果相比，减去剩余通量后的再分析表明，均方和均方根波动在1.6 μm处最大分别减少52%和31%，在1.1 μm处最大分别减少50%和30%。然而，在1.6和1.1 μm处，大于0.5弧秒的总均方波动仅分别减少6.5%和1.4%。这些变更不会影响基于先前分析的任何已发表结论。这些结果排除了先前的建议，即被探测星系的扩展翅膀可能是源扣除近红外背景的主要贡献者，并证实这些图像中的大多数波动功率必须通过其他手段来解释。
2015-02-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
AKARI near-infrared background fluctuations arise from normal galaxy populations
我们表明，从AKARI卫星的近红外背景（NIRB）的波动的测量可以解释在低红移微弱的星系种群。我们证明了这一点，使用重建图像从深星系目录（HUGS/S-CANDELS）和两个独立的星系人口模型。在所有情况下，我们发现AKARI测量的NIRB波动与暗星系一致，并且不需要未知群体的贡献。我们发现没有证据表明陡峭的瑞利-金斯光谱的基础来源，如以前报道的。大角度尺度下的瑞利-金斯光谱很可能是星系在较长波长通道中被系统地移到更深层次的结果。
2016-10-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lyman-tomography of cosmic infrared background fluctuations with Euclid: probing emissions and baryonic acoustic oscillations at z>10
欧几里德太空任务旨在探测暗能量的演化，将在三个相邻的近红外滤光片Y、J和H上绘制大面积的天空。这一覆盖范围还将使绘制扣除源的宇宙红外背景（CIB）波动在亚度角尺度上具有前所未有的准确性。在这里，我们提出的方法，使用莱曼break层析应用于基于欧几里得的CIB地图，准确地隔离的CIB排放的历史作为红移的函数从10 < z < 20，并确定重子声振荡（BAO）在这些时期。为了识别BAO特征，我们将在>~ 400平方度的保守大的连续区域上组装单独的CIB地图。该方法可以通过z分离CIB空间谱，达到亚百分比的统计精度。我们说明了这一点与一个特定的模型CIB生产在高z归一化重现测得的斯皮策为基础的CIB波动。我们表明，即使后者只包含一个小的组成部分，从高z源，该分量的振幅可以准确地隔离与这里提出的方法和BAO签名在z>~ 10恢复以及从CIB波动空间谱。在这些红移上探测BAO将是对潜在宇宙学范式的重要测试，并将缩小宇宙学参数演化的总体不确定性，包括暗能量。类似的方法也适用于计划中的WFIRST任务，我们表明，可能的第四个近红外通道在> 2微米将是有益的。
2015-10-06 astro-ph.CO
Relaxation leptogenesis, isocurvature perturbations, and the cosmic infrared background
宇宙红外背景辐射的观测在小角尺度上表现出显著的波动。已经提出了一些解释，但目前对这些大幅度波动的起源没有达成共识。我们认为，小规模的波动，物质反物质的不对称性可能会导致变化的恒星形成率负责的CIB波动的可能性。我们表明，最近提出的希格斯弛豫leptogenesis机制可以产生这样的小尺度重子等曲率扰动，可以解释所观察到的过剩的CIB波动。
2017-01-30 astro-ph.CO hep-ph
Looking at cosmic near-infrared background radiation anisotropies
宇宙红外背景辐射（CIB）包含了整个宇宙历史中积累的辐射，包括个别望远镜研究无法到达的物体。CIB的近红外（~1-10 mic）部分及其波动反映了核合成源和引力吸积黑洞（BH）的辐射。如果已知的星系被移到足够的深度，在近红外线的源减去CIB波动可以揭示源存在于第一恒星时代，并可能在更近的时间新的恒星星族。这篇评论讨论了在这个新兴领域的最新进展，确定了新的数据和方法，显着的源减去CIB波动大大超过了可以由剩余的已知星系。CIB波动进一步表现出与未解析的宇宙X射线背景（CXB）的相干性，这表明在产生CIB波动的新来源中，BH的比例非常高。这些观测结果导致了密集的理论努力来解释测量及其性质。虽然目前的实验配置在决定性地探索这些理论方面存在局限性，但它们潜在的显着影响将在即将到来的欧空局欧几里得暗能量任务的CIB测量中进行测试。我们描述的目标和方法的LIBRAE（看红外背景辐射与欧几里得），美国宇航局选择的CIB科学项目与欧几里得，这有可能将该领域转化为一个新的领域的精密宇宙学。
2018-02-21 astro-ph.CO
Large angular scale fluctuations of near infrared extragalactic background light based on the IRTS observations
利用空间红外望远镜（IRTS）上的近红外光谱仪（NIRS）获得的数据，在1.6和2.2 $μ$ m的角尺度上测量了2 $^{\circ}$到20 $^{\circ}$的近红外河外背景光（NIREBL）的空间涨落。NIREBL的亮度是通过从观测到的天空中减去前景分量，如黄道光，漫射银河光和综合星光来估计的。使用完善的模型和存档数据来估计前景分量。1.6和2.2 $μ$ m的NIREBL波动与以前研究中的亚度尺度测量值连接良好。总的来说，波动显示出中心在1 $^{\circ}$附近的宽凸起，并且功率朝着更大的角尺度减小，具有几乎单一的幂律谱（即\textit{F($\sqrt{l(l+1)C_l/2π}$)} $\sim$ $θ^{-1}$），这表明大尺度功率由源的随机空间分布主导。在检查了几个已知的来源，贡献者，如正常星系，高红移物体，内晕光，远红外宇宙背景，我们得出结论，在1 $^{\circ}$规模的过度波动不能解释的任何他们。
2019-08-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detecting high-$z$ galaxies in the Near Infrared Background
来自高$z$星系的辐射无疑会对近红外背景（NIRB）产生影响。然而，到目前为止，这种贡献已经证明很难分离，即使在减去深层次的解析星系之后。剩余的NIRB波动主要由小角度尺度上未分辨的低$z$星系和大尺度上来源不明的未识别成分（$\approx 1000''$）控制。本文通过分析半数值模拟产生的模拟图和经验确定的$L_{\rm UV} - M_{\rm h}$关系，发现与星系相关的$5 < z < 10$涨落占未分辨的NIRB通量涨落的百分之几。我们调查的性质，这一组成部分为不同的调查领域和限制幅度。在所有情况下，我们表明，这个信号可以有效地，最容易在小的角度尺度，通过互相关的源减去NIRB与莱曼Break Galerkin（LBG）在同一领域检测{ \tt HST}调查隔离。这一结果为再电离源的性质提供了新的认识。
2016-03-23 astro-ph.CO
The contribution of high redshift galaxies to the Near-Infrared Background
几个独立的测量已经证实了存在的波动（$δF_{\rm obs}\approx 0.1 \rm nW/m^{2}/sr$在$3.6 \rm μm$）高达度角尺度的源扣除近红外背景（NIRB），其来源是未知的。通过结合高分辨率宇宙学N体/流体动力学模拟与分析模型，并通过匹配星系光度函数（LFs）和再电离的约束，同时，我们预测的NIRB的绝对流量和波动幅度产生的高$z$（$z > 5$）星系（其中一些窝藏波普III星，显示提供一个可以忽略不计的贡献）。这种策略也使我们能够对电离光子逃逸分数的演变进行经验测定：我们在$z \ge 11$处发现$f_{\rm esc} = 1$，在$z = 5$处降低到$\approx 0.05$。在波长范围$1.0-4.5 \rm μm$内，预测的累积通量为$F =0.2-0.04 \rm nW/m^2/sr$。然而，我们发现，从高$z$星系（包括那些目前的调查未检测到）的辐射是不足以解释所观察到的波动的振幅：在$l=2000$，由于$z > 5$星系的波动水平是$δF = 0.01-0.002 \rm nW/m^2/sr$，与波长无关的振幅$δF/F = 4$ %。失踪电力的来源仍然不明。这可能表明，一个未知的组件/前景，与集群信号非常相似的高$z$星系，占主导地位的源减去NIRB波动信号。
2013-02-10 astro-ph.CO
On the Origin of Near-Infrared Extragalactic Background Light Anisotropy
河外背景光（EBL）的各向异性跟踪宇宙历史中光子总产量的变化，并可能包含在星系点源调查中遗漏的微弱，扩展的组件。红外EBL波动被归因于再电离（EOR）时期的原始星系和黑洞，或者是来自恒星的晕内光（IHL），这些恒星在低红移时从其母星系潮汐剥离。我们报告新的EBL各向异性测量从一个专门的探空火箭实验在1.1和1.6微米。观测到的波动超过了已知星系群的幅度，与EOR星系和黑洞不一致，并且在很大程度上可以用IHL发射来解释。测量到的波动与EBL强度有关，该强度与通过计数测量的已知星系的背景相当，因此对宇宙中光子所含的能量有很大的贡献。
2014-11-05 astro-ph.CO
The Cosmic Near Infrared Background II: Fluctuations
近红外背景（NIRB）是少数几种可以用来观测早期恒星红移6及以上的方法之一。NIRB的起伏可以提供关于IGM中第一结构的信息，例如晕及其周围的电离区域。我们首次将N体模拟、辐射转移程序和早期结构光度的解析计算结合起来，预测了NIRB中涨落的角功率谱（C_l）。我们研究了恒星质量、恒星初始质量谱、金属丰度、恒星形成效率（f_*）、电离光子逃逸率（f_esc）和恒星形成时标（t_SF）等各种假设对C_l振幅和形状的影响。当f_* 最大（当C_l ~（f_*）^2时），f_esc最小时，NIRB波动的功率谱最大。由于我们对这些星系的t_SF缺乏了解，这相当于我们对质光比缺乏了解，因此C_l的预测振幅存在很大的不确定性。我们没有看到一个营业额在NIRB角功率谱的晕贡献，并解释这是高水平的非线性偏置的影响。这部分是由于我们选择的最小质量的晕有助于NIRB，和一个较小的最小质量，它有一个较小的非线性偏差，可能仍然表现出一个翻转。因此，无论是振幅和形状的NIRB功率谱提供了重要的信息，对宇宙再电离源的性质作出贡献。在大多数情况下，IGM的角功率谱远小于晕的角功率谱。此外，低水平的观测平均背景强度往往排除高值的f_* > 0.2。
2010-01-07 astro-ph.CO
Stochastic Dynamics of Infrared Fluctuations in Accelerating Universe
我们扩大调查的红外动力学加速宇宙。在无质量和最小耦合标量场的存在下，物理量可以通过超视界尺度下的量子涨落获得不断增长的时间依赖性。从半经典的观点，提出了这种红外效应描述的朗之万方程。在de Sitter空间中，随机方法已被证明是等价于在领先功率的增长的时间依赖性的再确认。本文对一般加速宇宙中的朗之万方程进行了重新推导。我们首先考虑一个加速宇宙的慢滚参数是恒定的，然后扩展的慢滚参数的背景变得依赖于时间。由此产生的朗之万方程包含一个白噪声项和系数的每一项的修改慢滚参数。此外，我们发现，只要我们采用适当的时间坐标，标量场的半经典描述导致相同的随机方程。
2015-08-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
LIGO gravitational wave detection, primordial black holes and the near-IR cosmic infrared background anisotropies
LIGO发现了来自两个质量相似的合并黑洞（BH）的引力波，这再次引发了原始黑洞（PBH）构成暗物质（DM）的建议。如果是这样的话，PBH将增加一个泊松等曲率密度波动分量的通货膨胀产生的绝热密度波动。对于LIGO的BH参数，这个额外的分量将主导导致早期DM晕在z>10时崩溃的小尺度功率，其中第一个光源形成。我们量化的结果增加高Z丰度的崩溃晕，适合生产的第一代恒星和光源。早期晕丰度的显著增加自然可以解释观测到的源扣除近红外宇宙红外背景（CIB）波动，这不能用已知的星系群来解释。对于LIGO的BH参数，这种增加是这样的，观察到的CIB波动水平在2至5微米可以产生，如果只有一小部分的重子在崩溃的DM晕形成发光源。在坍缩晕中，气体吸积到这些PBH上，第一颗恒星也应该形成，这将直接解释CIB和软X射线中未解决的宇宙X射线背景之间观察到的高相干性。我们讨论的修改可能需要在第一个恒星形成的过程中，如果LIGO型黑洞确实弥补了大部分或所有的DM。只有当PBH构成DM的全部或至少大部分时，这些论点才有效，但同时，如果DM是由PBH构成的，则该机制似乎是不可避免的。
2016-05-13 astro-ph.CO
Near-infrared Extragalactic Background Light Fluctuations on Nonlinear Scales
对近红外河外背景光（EBL）的几项波动研究发现了几十角分尺度的过剩功率（$\ell\sim10^3$）。来自内晕光（IHL）的发射已被提出作为过量信号的可能解释。在这项工作中，我们调查的EBL波动的功率谱中的集成星系光（IGL）和IHL使用模拟星系表MICECAT的发射。我们发现，在$\ell\sim10^3$，从卫星星系的单晕集群有相当的功率IGL功率谱中的双晕项。在以前的一些EBL分析中，IGL模型假设了一个小的单晕聚类信号，这可能导致高估了IHL对EBL的贡献。我们还研究了IGL $+$ IHL功率谱对IHL分布的依赖性，IHL分布是红移和晕质量的函数，以及晕内的空间分布。我们的预测表明，即将进行的SPHEREx深场调查可以区分这项工作中考虑的不同国际人道主义法模型，具有重要意义。最后，我们从掩模和信号的相关性中量化功率谱中的偏差，这在以前的分析中没有考虑到。
2022-11-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Cosmic Near Infrared Background III: Fluctuations, Reionization and the Effects of Minimum Mass and Self-regulation
目前的观测表明，宇宙在z~6之前的某个时候被再电离。观察宇宙这一时期的一种方法是通过近红外背景（NIRB），其中包含有关星系的信息，这些星系可能太微弱而无法单独观察。我们计算了这些星系的分布引起的NIRB涨落的角功率谱（C_l）。假设完全减去任何再电离后的分量，C_1将由负责完成再电离的星系主导（例如，z~6）。在高l时，C_l的形状对星系中暗物质晕的非线性偏置量很敏感。由于非线性偏置依赖于这些晕的质量，我们可以利用C_l的形状来推断完成再电离的暗物质晕的典型质量。我们通过使用更高分辨率的N体模拟来扩展我们先前的研究，该模拟可以将晕解析到10^8 M_sun。我们还包括改进的辐射转移，这使得抑制恒星形成的小质量晕由于光电离加热。由于非线性偏置在小尺度上增强了暗物质晕的功率谱，我们发现，在小晕中完全抑制小源或部分抑制恒星形成的情况下（电离区的最小星系质量为M_min=10^9 M_sun，中性区的最小星系质量为M_min=10^8 M_sun），C_l比这些小晕未被抑制的情况更陡。在所有情况下，我们都没有看到l^2C_l形状的向高l的转变。
2012-04-17 astro-ph.CO
Infrared background signatures of the first black holes
近红外背景（NIRB）强度的角度波动可观察到高达$\simlt 1^{\ensuremath{^{\circ}}}$的尺度。他们的解释是具有挑战性的，因为即使在消除了来自探测源的贡献之后，剩余信号也比来自探测极限以下的遥远星系和第一颗恒星的预期高出$>10$倍。我们在这里提出了一个新的解释，早期，中等质量，吸积直接坍缩黑洞（DCBH），这是太微弱，无法单独检测到在目前的调查，可以解释所观察到的波动。我们发现，人口的高度模糊的（$N_{\rm H}\simgt 10^{25} \rm cm^{-2}$）DCBH形成在无金属晕与维里温度$10^4$ K在$z\simgt 12$，可以解释所观察到的水平$\approx 10^{-3}$（nW m $^{-2}$ sr $^{-1})^2$的3.6和4.5 $μ$ m的波动尺度$>100''$。较小尺度上的信号是由未被探测到的星系在低和中等红移时产生的。尽管是康普顿厚度，但在尺度上$θ> 100''$ DCBH产生的CXB（0.5-2 keV）-NIRB（$4.5 \rm μm$）互相关信号$\simeq 10^{-11}$ erg s $^{-1}$ cm $^{-2}$ nW m $^{-2}$ sr $^{-1}$略微依赖于所采用的吸收气体柱（$N_{\rm H} \approx 10^{25} \rm cm^{-2}$）的具体值，…
2013-05-22 astro-ph.CO
Non-linear halo bias for accurate modelling of cosmic infrared background anisotropies
Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；Foundation for Research and Technology Hellas (FORTH)（希腊研究与技术基金会）；Aix Marseille Univ（艾克斯-马赛大学）；Université Savoie Mont-Blanc（萨瓦蒙布朗大学）
本研究在晕模型框架中引入尺度依赖的非线性晕偏置修正，以改进宇宙红外背景各向异性的建模，并通过模拟验证表明该修正能消除尺度相关偏差，显著降低恒星形成参数推断的系统误差。
2026-09-21 astro-ph.CO
Infrared Sensitivity of Cosmological Probes in Horndeski Theory
本文研究了Horndeski理论中宇宙学探针对红外涨落的敏感性，发现标量场额外自由度会引发红外敏感性，而广义绝热条件可消除该敏感性并对应Weinberg式绝热模式。
2024-06-26 astro-ph.CO gr-qc
On the Physical Requirements for a Pre-Reionization Origin of the Unresolved Near-Infrared Background
对扣除分辨源后的宇宙近红外背景（CIB）光的研究可以推动当前观测的极限，并推断早期宇宙中星系和黑洞活动的水平。然而，从低和高红移源中分离出相对贡献并不是微不足道的。空间波动的CIB表现出集群过剩的角度尺度$\sim 1^\circ$，其起源尚未最终确定。我们探讨的可能性，这种信号是由星系和吸积黑洞在早期宇宙的排放为主。我们发现，如果第一个小质量星系有一个正常的IMF，他们的老化恒星（化石）的光集成在宇宙时间贡献了相当数量的CIB作为他们的预再电离祖先。然而，测量到的波动信号太大，产生的星系在红移$z>8$，除非他们的恒星形成效率是远远大于从观测到的莱曼辍学人口推断。为了在不违反星系计数和IGM电子光学深度的约束下产生观测到的CIB波动水平，$z>12$的小晕必须以$f_\star \gtrsim 0.1$的效率形成恒星，尽管最好是头重脚轻的IMF，但电离辐射的逃逸分数$f_{\rm esc}<0.01$非常低。如果CIB涨落是由高$z$黑洞产生的，那么就需要在早期宇宙中通过$z\simeq 10$达到$ρ_{\rm acc} \gtrsim 10^5M_\odot{\rm Mpc^{-3}}$的剧烈吸积。这种增长必须在$z \sim 6$处停止，并被显著遮蔽，以免过度产生软宇宙X射线背景（CXB）及其与CIB的观测相干性。因此，我们发现，在高$z$阶段，合适的可能性范围是狭窄的，但…
2015-09-23 astro-ph.CO
Cross-correlation between X-ray and optical/near-infrared background intensity fluctuations
在0.5至5 $μ$ m之间的波长的光学和红外背景各向异性的角功率谱是一个有用的探测微弱的源存在于再电离过程中，除了微弱的星系和低红移的扩散信号。这些波动与其他波长的背景的互相关可以用来分离这些信号中的一些。先前对3.6 $μ$ m和4.5 $μ$ m处X射线和$Spitzer$涨落之间的互相关的研究被解释为在$z > 12$处存在直接坍缩黑洞（DCBH）的证据。在这里，我们返回到这个互相关和研究其波长依赖性从0.5到4.5 $μ$ m使用$Hubble$和$Spitzer$数据结合的一个子集的4 MS $Chandra$观测GOODS-S/ECDFS。我们的研究涉及在0.6、0.7、0.85、1.25和1.6 $μ$ m处的五条$Hubble$带，以及在3.6 $μ$ m和4.5 $μ$ m处的两条$Spitzer$ -IRAC带。我们证实了以前看到的交叉相关3.6 $μ$ m（4.5 $μ$ m）和X射线与3.7 $σ$（4.2 $σ$）和2.7 $σ$（3.7 $σ$）检测在软[0.5-2] keV和硬[2-8] keV X射线带，分别在20弧秒以上的角标度。X射线与$Hubble$的交叉相关性在很大程度上是线性相关的，范围在所有$Hubble$和X射线波段的1.4 $-$ 3.5 $σ$水平之间。在较短的光学/近红外波段中缺乏相关性意味着在3.6和4.5~ $μ$ m处造成…
2016-10-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Infrared (in)sensitivity of relativistic effects in cosmological observable statistics
本研究针对宇宙学可观测统计中相对论效应看似存在红外敏感性的问题，基于微分同胚不变性与大尺度绝热涨落假设，以普适的完全非线性方式证明其红外不敏感性，解释了过往微扰计算发现的虚假红外敏感源于被忽略的信号抵消效应。
2023-06-05 astro-ph.CO gr-qc
Infrared Sensitivity of Cosmological Probes In The Presence of Axion Field Fluctuations
本研究分析早期无质量旁观标量场涨落对宇宙学探针的反作用效应，明确其随共形时间的衰减规律，指出其或可缓解宇宙偶极张力但无法解释哈勃张力，且采用位置空间开展研究。
2025-02-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Cosmic Infrared Background Experiment (CIBER): The Wide-Field Imagers
我们已经开发并表征了一种成像仪器，用于测量漫射近红外河外背景光的空间特性，以寻找z > 6星系在再电离时期的波动。该仪器是宇宙红外背景实验的一部分，旨在观测亚轨道探空火箭飞行期间地球大气层上方的河外背景光。成像仪器包含一个2x2度的视野，以测量10弧分的空间功率谱的预测峰值上的波动，以及7“x7”像素，以去除低红移星系到足以将低红移星系团前景降低到仪器灵敏度以下的深度。成像仪器采用两台带通为Δλ/ λ~0.5的相机，中心分别为1.1和1.6微米，以光谱区分河外再电离背景涨落和局部前景涨落。CIBER在河外再电离背景的电磁波谱被认为达到峰值的波长处工作，并补充了AKARI和斯皮策在更长波长处的波动测量。我们在实验室中的仪器，包括测量的灵敏度，平场响应，杂散光性能，和噪声特性。在2009年2月首次飞行后，对仪器进行了几次修改。该仪器在2010年7月和2012年3月的后续飞行中表现良好，目前正在分析科学数据。
2012-06-20 astro-ph.CO astro-ph.IM
Exploring the relationship between black hole accretion and star formation with blind mid-/far-infrared spectroscopic surveys
我们提出了新的估计红移相关的光度函数的红外线检测的SPICA/SAFARI和激发恒星形成和活动星系核活动。通过使用更新的进化模型和处理作为一个整体的星系的排放，包括星暴和活动星系核组件在一个自我一致的方式，新的估计改善了以前的工作。新的线和AGN的热光度之间的关系已被推导出来，并已更新的星暴分量的线和红外光度之间的关系。这些成分被用来计算部分或全部由活动星系核活动激发的11条中/远红外发射线的源数。我们发现，由于明亮活动星系核的稀少性，星系整体的发射线探测统计主要取决于恒星形成率。我们还发现，线积分数计数的斜率是平坦的比2意味着在固定的观测时间的检测数量增加更多的调查区域的扩展比更深。因此，我们提出了一个广泛的光谱调查1小时的积分每视场超过5度$^{2}$检测（在5 $σ$）$\sim$ 760活动星系核在[OIV]25.89 $μ$ m $-$最亮的活动星系核中红外线$-$出$z\sim2$。以前通过赫歇尔和SPT等大面积巡天探测到的强透镜或超亮星系的定点观测可以提供关于星系-活动星系核共同演化到更高红移的关键信息。
2014-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Science Vision for the Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA)
介绍了SOFIA项目的最新科学愿景，包括对观测站和第一代仪器的特点和能力的概述。主要重点放在四个科学主题上：“恒星和行星的形成”，“银河系的星际介质”，“银河系和银河系中心”和“行星科学”。
2009-07-03 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
Infrared Surface Brightness Fluctuation Distances for MASSIVE and Type Ia Supernova Host Galaxies
我们使用哈勃太空望远镜上的WFC 3/IR相机测量了63个大质量早型星系样本的高质量表面亮度波动（SBF）距离。SBF距离测量的中值不确定度为0.085 mag，或距离的3.9%。要在50至100 Mpc的距离上达到这种精度，需要对SBF校准和WFC 3/IR数据的数据分析程序进行重大改进。其中42个星系来自大质量星系巡天，这是一个完整的大质量星系样本，样本在~100 Mpc范围内;这些星系的SBF距离将用于改善对这些星系中恒星和中心超大质量黑洞质量的估计。其中24个星系是Ia型超新星的宿主，这对于校准早期型星系的Ia型超新星距离和探索峰值光度的可能系统趋势是有用的。我们的研究结果表明，SBF方法是一个强大的和多功能的测量距离的星系与进化的恒星星族到100 Mpc和限制本地值的哈勃常数的技术。
2021-05-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
One-loop infrared rescattering by enhanced scalar fluctuations during inflation
本文研究了暴胀期间标量涨落激发引发的单圈红外共振级联效应，提供了曲率微扰红外功率增强的解析结果，并指出该效应显著影响原初黑洞和引力波相关唯象学。
2023-07-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Super-Hubble de Sitter Fluctuations and the Dynamical RG
由于超哈勃尺度上的涨落性质，对德西特时空中相互作用理论的关联函数的微扰修正经常随时间增长。这种增长可能导致后期微扰理论的崩溃。我们认为，动力学重整化群（DRG）技术提供了一个方便的框架，解释和重现这些长期增长的条款。在德西特的无质量标量场和四次自相互作用的情况下，在红外线上的图解结果也不那么奇异，这与产生动力学质量时所预期的方式完全一样。我们比较这种改进的红外行为与大N扩展时适用。
2009-12-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cross-Correlation of Near and Far-Infrared Background Anisotropies as Traced by Spitzer and Herschel
本文给出了赫歇尔空间天文台在250、350和500 μm处测量的远红外背景起伏与斯皮策空间望远镜在3.6 μm处测量的近红外背景起伏之间的互相关。当远红外波长从250 μm增加到500 μm时，在几角分到十角分的角度尺度上，相关系数从0.3减小到0.1。我们使用一个包含三个分量的晕模型来模拟互相关：（a）在赫歇尔图中低于掩蔽深度的远红外明亮或尘埃恒星形成星系，（b）低于掩蔽深度3.6 μm的近红外昏暗星系，以及（c）晕内光，或暗物质晕中的漫射星，可能主导3.6 μm的波动。该模型能够合理地再现各个远红外波段和3.6 μm波段的自相关及其相应的互相关。虽然远红外和近红外自相关分别由微弱的尘埃、恒星形成星系和晕内光主导，但我们发现近红外和远红外背景之间的交叉相关大约有一半是由于在3.6 μm处未被掩盖的相同星系。互相关中剩余的信号是由于存在于相同的暗物质晕中的晕内光，这些晕与那些托管相同的暗淡和未掩蔽的星系相同。在这个模型中，互相关信号从250 μm到500 μm的下降来自于这样一个事实，即主要对500 μm波动起作用的星系的峰值比250 μm处的峰值红移更高。
2014-12-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Hubble Constant from Infrared Surface Brightness Fluctuation Distances
利用哈勃空间望远镜（HST）的WFC 3/IR红外通道（WFC 3/IR）对63个亮星系（主要是早型星系）进行了表面亮度涨落（SBF）距离测量，得到了100 Mpc以下的哈勃常数$H_0$。该样本来自几个独立的HST成像程序，使用WFC 3/IR的F110 W带通。大多数星系的范围在50至80 Mpc之间，来自MASSIVE星系巡天。个体距离测量的统计不确定性中位数为4%。我们用这些红外SBF距离构建哈勃图，并使用{4}种不同的星系速度处理方法来约束$H_0$。对于SBF零点校准，我们使用现有的领带造父变星，更新的一致性与最新确定的距离大麦云从分离食双星，和一个新的领带的尖端红巨星分支（TRGB）校准的脉泽距离NGC 4258。这两个SBF校准是相互一致的，并从恒星星族模型的理论预测。从Cepheid和TRGB校准的加权平均值，我们得到$H_0=73.3{\,\pm\,}0.7{\,\pm\,}2.4$ km/s/Mpc，其中误差条反映了统计和系统的不确定性。这一结果与最近对Ia型超新星的$H_0$、多透镜类星体和水脉泽的时间延迟的测量结果相符合。通过用詹姆斯·韦伯太空望远镜测量的室女星系团外的大质量早型星系的统计样本的精确TRGB距离校准SBF方法，系统的不确定性可以降低到2%以下。
2021-02-26 astro-ph.CO gr-qc
Spectral Properties Of Populations Behind The Coherence In Spitzer Near-Infrared And Chandra X-Ray Backgrounds
利用UDS/SXDF巡天、Hubble Deep Field North巡天、EGS/AEGIS巡天、Chandra Deep Field South巡天和COSMOS巡天等多个Spitzer和Chandra巡天的数据，研究了近红外和X射线背景起伏的相干性以及产生背景起伏的源的X射线光谱特性。包括$\sim$ 2275 Spitzer/IRAC小时和$\sim$ ~16 Ms Chandra数据，在$\sim$ ~1 deg $^2$的总面积上收集。我们报告了在3.6和4.5 \mum \和X射线波段之间的大角度尺度$>$ 20 $''$上的交叉功率信号的整体$\sim$ 5 $σ$检测，在5.2 $σ$处检测到IR vs [1-2] keV信号。[0.5-1]和[2-4] keV带与红外波长在$\sim$ 1 $-$ 3 $σ$显著性水平上相关。最硬的X射线带（[4-7] keV）单独与任何红外波长不显著相关，这是由于光子和采样统计不佳。本文研究了交叉功率信号的X射线SED。我们发现，它的形状是一致的各种源人口的吸积紧凑的对象，如本地未吸收AGN或高Z吸收源。我们不能排除过度波动是由不止一个总体产生的。由于统计数据不足，目前采用的相对较宽的光度带不允许区分这些紧凑物体的确切性质，或者如果一小部分波动具有局部起源。
2019-08-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Detection of the Cosmic Far-Infrared Background in the AKARI Deep Field South
本文报道了AKARI卫星对宇宙红外背景（CIB）绝对亮度和空间涨落的探测和测量。我们在AKARI深场南（ADF-S）进行了65，90，140和160 μ m的观测作为宇宙学调查，这是天空中最低的卷云区域之一。在去除明亮的星系，并从测量的天空亮度减去黄道和银河前景后，我们成功地测量了CIB亮度及其在从角分到度的广泛角度尺度上的波动。测量的CIB亮度与COBE数据报告的先前结果一致，但显着高于70和160微米的下限与斯皮策卫星从24微米选定的源的叠加分析。与斯皮策观测结果的差异可能是由于一个新的高红移星系群被热尘埃所掩盖。从功率谱分析，在90微米，三个组成部分被确定：由于个别星系的散粒噪声;银河卷云排放占主导地位的最大角尺度的几度;和一个额外的组件在一个中间的角尺度为10-30弧分，可能是由于星系集群。在90 μ m的聚类分量的光谱形状是非常相似的，在更长的波长观察到的斯皮策和BLAST。此外，颜色的波动表明，集群组件是红色的超亮红外星系（ULIRGs）在高红移，这些星系不太可能是大多数的CIB发射在90 μ m，但负责集群组件。我们的研究结果提供了新的约束远红外星系的演化和成团特性。
2010-02-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Connecting Infrared Surface Brightness Fluctuation Distances to Type Ia Supernova Hosts: Testing the Top Rung of the Distance Ladder
本文通过红外表面亮度涨落距离直接校准Ia型超新星宿主，检验哈勃常数估计的系统不确定性，得到Ho=74.6±0.9（统计）±2.7（系统）km/s/Mpc，证明IR SBF校准精度可与造父变星相当且更省时。
2023-07-05 astro-ph.CO gr-qc
Back-Reaction of Long-Wavelength Cosmological Fluctuations as Measured by a Clock Field
我们考虑了宇宙学涨落对在类空超曲面上平均的局部膨胀率的反作用。我们表明，在红外线的限制，波动导致平均膨胀率的下降，在一个固定值的时钟场测量，相比将在一个均匀的宇宙。我们在爱因斯坦引力与理想流体物质的耦合下工作。
2023-02-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Infrared Screening of the Cosmological Constant
University of Catania（卡塔尼亚大学）；INFN, Sezione di Catania（意大利国家核物理研究所卡塔尼亚分部）
该研究提出引力量子涨落导致宇宙学常数被红外尺度屏蔽，在爱因斯坦-希尔伯特+$R^2$截断下，运行常数趋于普适标度$\Lambda_k\sim k^2$，最终在哈勃尺度达到观测值。
2026-10-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
