Dark Energy Survey Year 1 Results: Weak Lensing Shape Catalogues
我们从暗能量调查第1年的数据集，覆盖1500平方度的中值红移为$0.59$的星系形状目录。星表涵盖两个主要区域：条纹82和与南极望远镜观测区域重叠的区域。我们描述了我们的数据分析过程，特别是我们的形状测量使用两个独立的剪切测量管道，METACALIBRATION和IM 3SHAPE。METACALIBRATION目录使用高斯模型和创新的内部校准方案，并应用于$riz$波段，产生了3480万个物体。IM 3SHAPE目录使用了通过模拟校准的最大似然隆起/圆盘模型，并应用于$r$波段数据，产生了2190万个天体。这两个目录通过了一套零测试，证明它们适合用于弱透镜科学。对于METACALIBRATION和IM 3SHAPE星表，我们估计乘性切变校准中的1个$σ$不确定度分别为$0.013$和$0.025$。
2018-09-07 astro-ph.CO
Spatial Propagation of Weak Lensing Shear Response Corrections
在本文中，我们将展示如何响应函数修正剪切测量（如所需的元校准）传播到宇宙剪切功率谱。我们研究了一个2球像素（也称为HEALpixel）校正和一个前向建模方法，使用简单的高斯模拟。在2球像素校正方法中，我们找到一个自由参数，它是局部响应矩阵的容许条件数：如果这个值太大，则会导致散粒噪声功率谱的放大，如果太小，则会导致面积损失（以及可能的选择偏差）。相反，通过对功率谱进行前向建模，可以避免这种选择。这也适用于使用剪切响应校准图的基于图的推断方法。
2023-02-28 astro-ph.CO
Galaxy shape measurement with convolutional neural networks
我们从训练和评估卷积神经网络（CNN）来预测星系形状，从暗能量调查（DES DR 1）的第一次数据发布的宽视场调查图像中得到我们的结果。我们使用传统的形状测量作为地面实况，从重叠，更深的调查，较少的天空覆盖，加拿大-法国夏威夷望远镜透镜调查（CFHTLenS）。我们证明，CNN预测从单波段DES图像再现的结果CFHTLenS在明亮的幅度和显示更高的相关性与CFHTLenS在较暗的幅度比极大似然模型拟合估计的DES Y1 im 3shape目录。用CNN预测形状参数也非常快，每个星系只需要0.2毫秒，比前向模型拟合提高了4个数量级以上。CNN还可以在使用同一星系的多个图像时准确地预测形状，即使在不同的色带中，也没有额外的计算开销。CNN对微弱的天体也更精确，与DES Y1元校准目录相比，CNN的优势对于蓝色星系比红色星系更明显，DES Y1元校准目录使用riz波段图像拟合单一高斯轮廓。我们证明了在元校准自校准框架内的CNN形状预测产生具有可忽略的乘法偏差的剪切估计，$ m < 10^{-3}$，并且没有显著的PSF泄漏。我们提出的设置适用于当前和下一代弱透镜测量，其中可以在专用的深场中测量更高质量的地面实况形状。
2019-06-03 astro-ph.CO
Development of an unbiased cosmic shear estimator measured on galaxy images
针对星系椭圆率与引力剪切关系导致的偏差问题，开发了一种不对星系形状做假设的剪切估计方法，通过评估图像二阶矩对坐标剪切的响应并解析校正噪声偏差，避免了基于模拟校准的缺陷。
2024-11-15 astro-ph.CO
Can CMB Lensing Help Cosmic Shear Surveys?
是的，我会的即将到来的星系切变巡天有可能大大提高我们对暗能量和中微子质量的理解，如果透镜系统可以得到充分的控制。弱透镜剪切、星系红移巡天的星系数计数和CMB透镜会聚之间的互相关可以用来校准透镜巡天中最具挑战性的系统学之一的剪切乘性偏差。这些互相关可以显着降低乘性偏差的不确定性的有害影响。
2013-11-11 astro-ph.CO
Cosmic microwave background lensing with optimal convergence and shear estimators
本文给出了从宇宙微波背景温度场进行透镜重建的最优收敛和剪切估计。这概括了偏转估计器，对非透镜模式敏感，提供内部一致性检查，并且总是至少是最佳的。以前，这些估计只知道在压缩极限。本文将收敛场和剪切场分解为余弦波和正弦波，然后将透镜化的关联函数在波幅上进行泰勒展开。最大化似然函数给出了收敛场和剪切场的最优估计。这种方法有可能改善宇宙微波背景极化场的透镜重建：剪切和收敛可以最佳地结合起来，形成一个偏转估计，或单独使用，以分离非透镜模式，或利用非高斯二次前景的透镜。
2020-11-16 astro-ph.CO
Testing the Cosmic Shear Spatially-Flat Universe Approximation with Generalized Lensing and Shear Spectra
我们介绍了广义透镜和剪切谱GLaSS代码，可从https://github.com/astro-informatics/GLaSS下载。这是一个快速灵活的公共代码，用Python编写，计算广义球面宇宙剪切谱。常用的层析成像和球面贝塞尔透镜光谱作为内置运行模式选项。GLaSS被集成到Cosmosis模块化宇宙管道包中。我们概述了几个计算选择，加速宇宙剪切功率谱的计算。使用GLaSS，我们测试是否假设使用透镜和投影内核的空间平坦的宇宙-在宇宙中有少量的空间曲率-可以忽略不计的影响透镜光谱。我们把这个假设称为空间平坦宇宙近似，这在迄今为止的所有宇宙剪切研究中都被隐含地假设了。我们确认，空间平坦宇宙近似对第四阶段宇宙剪切实验的影响可以忽略不计。
2018-07-30 astro-ph.CO
Probabilistic Cosmological Mass Mapping from Weak Lensing Shear
我们从星系椭圆率星表中推导出在透镜势空间过程之前的引力透镜剪切场和会聚场。我们证明了我们的算法的性能与模拟高斯分布的宇宙透镜剪切图和重建的质量分布的合并星系团阿贝尔781使用星系椭圆测量深透镜调查。鉴于临时后验样本的透镜剪切或收敛领域的天空中，我们描述了一个算法来推断宇宙学参数通过透镜场边缘化。在我们的算法的最一般的配方，我们不做假设弱剪切或高斯分布的形状噪声或剪切。因为我们需要的解决方案和矩阵行列式的线性系统的尺寸，规模与星系的数量，我们希望我们的算法需要并行的高性能计算资源的应用正在进行的广域透镜调查。
2016-10-21 astro-ph.CO
Lensing Bias in Cosmic Shear
只有足够明亮和足够大的星系才能被明确地识别和测量，并被纳入用于估计宇宙切变的星系巡天。我们证明，因为引力透镜可以散射星系的亮度和大小阈值，宇宙剪切实验遭受透镜偏差。我们计算了对剪切功率谱的影响，并表明-除非校正-它将导致分析师在DETF第三阶段实验（如暗能量调查）中在2-3σ水平上有偏差的宇宙学参数估计。
2009-08-05 astro-ph.CO
Weak Lensing Mass Calibration with Shear and Magnification
我们研究如何联合剪切和放大测量提高弱透镜质量校准实验的统计精度，相对于标准的剪切分析。对于我们的放大测量，我们不仅考虑了透镜效应对星系源密度的影响，而且考虑了源尺寸的明显增加。所有三个透镜探针的组合-密度，大小和剪切-可以提高质量估计的统计精度高达40% -50%。这一数字对调查假设不敏感，但它取决于对控制放大率测量的参数的了解程度，也取决于表征源人口对放大率的反应的参数q的值。此外，放大和剪切的组合允许在百分之几的水平上对残余系统学（例如点扩散函数校正）进行强大的交叉检查。
2010-09-29 astro-ph.CO
Measurement of halo properties with weak lensing shear and flexion
我们约束属性的集群晕进行似然分析，使用透镜剪切和屈曲数据。我们测试我们的分析使用两个模拟集群晕：一个等温椭球（SIE）模型和一个更现实的椭圆Navarro-Frenk-White（eNFW）模型。对于这两个晕，我们发现弯曲是更敏感的晕椭圆比剪切。屈曲信息的引入显著地改善了对晕椭圆率、取向和质量的约束。我们还指出，在透镜信号中，SIE模型的质量和椭圆率之间存在简并。
2011-12-20 astro-ph.CO
Weak lensing power spectra for precision cosmology: Multiple-deflection, reduced shear and lensing bias corrections
通常认为，在弱透镜观测中测得的椭率功率谱可以表示为对下伏物质功率谱的积分。这在二阶引力势中是正确的。我们扩展了标准的计算，构造了引力势的四阶修正。有四种类型的修正：由于多重偏转引起的透镜剪切修正;由于形状畸变探测约化剪切$γ/(1-κ)$而不是剪切本身引起的修正;与约化剪切到平均椭圆率的非线性转换有关的修正;和修正，由于事实上，观测星系的选择和剪切测量是基于星系的亮度和大小，de）通过透镜放大。我们展示了如何先前考虑的剪切功率谱的修正对应于我们的分析中的条款，并突出显示以前没有确定的新条款。所有的校正项明确给出的积分的物质功率谱，双谱，和三谱，并在z=1的源的情况下进行数值计算。我们发现协议与以前的作品的${\mathcal O}(Φ^3)$条款。我们发现，对于雄心勃勃的未来调查，${\mathcal O}(Φ^4)$条款影响功率谱在~ 1-5 $σ$水平，因此，他们将需要考虑，但不太可能代表一个严重的困难，弱透镜作为宇宙学探测。
2010-08-17 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
Analytical weak-lensing shear response of galaxy model fitting
Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
本文提出五重数方法，用于分析银河模型拟合在弱透镜剪切扭曲下的响应，以提高弱透镜分析的准确性。
2026-10-02 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
Shear Nulling after PSF Gaussianisation: moment-based weak lensing measurements with subpercent noise bias
目前用于宇宙学的光学成像调查覆盖了大面积的天空。为了利用弱透镜测量的这些调查的统计功率，需要具有百分之几系统误差的形状测量方法。我们介绍了一种新的弱透镜剪切测量算法，剪切归零后PSF高斯化（SNAPG），旨在避免影响大多数其他方法的噪声偏差。SNAPG对已经与使点扩散函数（PSF）呈现圆形高斯的内核卷积的图像进行操作，并使用源的加权二阶矩。这种二阶矩的剪切的预视星系图像的响应可以预测分析，使我们能够构建一个剪切归零计划，发现剪切参数，观察到的星系是一致的一个未剪切，各向同性取向的人口来源。这个零剪切的倒数就是引力透镜剪切的估计。我们确定的不确定性的估计中心的每个星系的噪声偏差的来源，并将质心协方差的近似估计到该计划。我们测试的方法在大量的模拟星系日益复杂的套件，并发现它是能够剪切测量乘法偏差低于0.5%。
2017-01-18 astro-ph.CO
Direct Shear Mapping - a new weak lensing tool
我们已经发展了一种新的技术，称为直接剪切映射（DSM）测量引力透镜剪切直接从一个单一的背景源的观测。该技术假设一个无透镜、稳定旋转的星系的速度图是旋转对称的。透镜效应扭曲了速度图，使其不对称。透镜效应的程度可以通过确定恢复轴对称所需的变换来推断。这种技术是在传统的弱透镜方法，需要平均的背景星系的椭圆测量合奏，以获得一个单一的剪切测量相反。我们已经测试了我们的拟合算法的有效性与一套系统的测试模拟数据。我们证明，我们在原则上能够测量剪切小至0.01。在实际中，我们拟合了极低红移（因此是非透镜的）速度图中的切变，得到了零结果，误差为$\pm 0.01$。这种高灵敏度来自于分析空间分辨光谱图像（即3D数据立方体），不仅包括形状信息（如在传统的弱透镜测量中），还包括速度信息。螺旋和旋转椭圆星系是这项新技术的理想目标。来自任何大型IFU或射电望远镜的数据都是合适的，或者实际上任何具有空间分辨光谱的仪器，如SAMI，ALMA，HETDEX和SKA。
2015-05-25 astro-ph.CO
The impact of higher-order distortions on the precise measurement of weak gravitational lensing shear and flexion
本文通过多个透镜模型分析高阶畸变对弱引力透镜剪切与弯曲测量的影响，发现忽略它们会产生数个百分点系统误差，而联合测量可将多数情况下误差降至1%以下。
2025-09-30 astro-ph.CO
Analytical Noise Bias Correction for Weak Lensing Shear Analysis with ERA
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，背景星系形状的精确测量是绝对重要的，测量中的任何系统误差都应仔细加以修正。其中一个主要的系统误差来自于光子噪声，即来自大气通量的泊松噪声（噪声偏差）。本文在前人提出的ERA方法的框架内，研究了光子噪声对剪切测量的系统误差的影响，并给出了一种实用的修正方法。对不同条件下的真实星系图像进行了仿真实验，结果表明，该方法能有效地校正$80 \sim 90\%$的噪声偏差，但对信噪比很低的星系除外。
2018-02-06 astro-ph.CO
Cosmology with shear ratios: a joint study of weak lensing and spectroscopic redshift datasets
本研究利用BOSS重叠数据在三大弱引力透镜巡天中测量切变比，通过贝叶斯方法降低测量偏差，验证了切变比可提升天体物理与宇宙学参数测定精度，是引力透镜系统误差交叉检验的有效工具。
2024-10-28 astro-ph.CO
Foreground-immune CMB lensing with shear-only reconstruction
来自当前和即将到来的宽场CMB实验（如AdvACT，SPT-3G和西蒙斯天文台）的CMB透镜在很大程度上依赖于温度（与偏振）。在这种情况下，对温度图的前景污染产生显著的透镜偏置，这不能通过多频率分量分离、掩蔽或偏置硬化来完全控制。在这封信中，我们分裂成一组新的最佳“多极”估计标准CMB透镜二次估计。在大尺度上，这些多极估计减少到已知的放大和剪切估计，和一个新的剪切B-模式估计。我们利用不同的对称性的透镜CMB和河外前景认为，剪切估计应该是大约免疫河外前景。我们建立了一个新的方法来计算单独和无噪声的初级，次级和三光谱偏差CMB透镜从前景模拟。使用这种方法，我们证明了剪切估计确实是不敏感的河外前景，即使当应用到一个单频温度图污染CIB，tSZ，kSZ和无线电点源。前景偏差的这种显著降低使我们能够包括比标准二次估计器更高的温度多极，从而增加了超过二次估计器的总透镜信噪比。此外，仅放大和剪切B模式估计提供了有用的诊断潜在的残差。我们的Python代码LensQuEst可以预测各种估计器的信噪比，生成模拟映射，对它们进行建模，并将各种透镜估计器应用于它们，这些代码可以在https://github.com/EmmanuelSchaan/LensQuEst上公开获得。
2019-05-16 astro-ph.CO
Estimating the weak-lensing rotation signal in radio cosmic shear surveys
在宇宙学中，弱透镜已经成为一个越来越重要的工具，利用星系的形状来测量宇宙切变已经成为常规。弱透镜畸变张量除了包含剪切的两个分量外，还包含另外两个效应：会聚和旋转。使用基于星系形状的标准宇宙剪切估计器无法测量旋转模式，因为在图像被透镜化之前，没有关于图像原始形状的信息。由于这一点，在宇宙学弱透镜巡天中没有提出旋转模的估计，旋转模也从未受到约束。在这里，我们推导出这个量的估计，这是基于使用的无线电偏振测量星系的固有位置角。旋转模式可以由$Λ$ CDM之外的物理学产生，并且还提供了执行$Λ$ CDM和弱透镜测量本身的一致性检查的机会。我们提出了这个估计的模拟，并表明，宇宙弦谱的教学的例子，这个估计可以检测到的信号，是符合普朗克的约束。我们检查之间的连接的旋转模式和剪切$B$模式，从而如何估计可以帮助控制系统在未来的无线电弱透镜调查。
2016-12-05 astro-ph.CO
Direct Shear Mapping: Prospects for weak lensing studies of individual galaxy-galaxy lensing systems
我们已经调查，使用理论和经验的方法，低红移星系星系透镜系统的频率，其中弱透镜的签名可能是直接检测。我们发现这两种方法之间的良好协议。为了对星表中每个星系的弱透镜切变$γ$进行理论估计，我们用三种不同的方法对恒星质量的渐近圆速度进行了估计：基于模拟的关系式、基于解析推导的关系式和重子Tully-Fisher关系式。利用银河系和质量大会红移调查的数据，我们估计在低红移可检测的弱透镜的频率。我们发现，对于红移为$z\sim 0.6$的星系，至少被$γ= 0.02$弱透镜化的概率为$\sim 0.01$。在$M_*-M_h$关系中的散射导致对于给定的星系群向更高的测量剪切的转变。考虑到这一点，以及在低红移弱透镜的良好概率，我们研究了使用剪切统计测量$M_*-M_h$关系中散射的可行性。这是一种新颖的测量，并且是可能的，因为DSM能够进行单独的\itshape直接~ \upshape剪切测量，与只能进行统计测量的传统弱透镜技术形成对比。我们估计，对于$Δγ= 0.02$的剪切测量误差（与DSM的灵敏度一致），$\sim$ 50，000个空间和光谱分辨星系的样本将允许测量$M_*-M_h$关系中的散射。虽然目前没有这种规模的IFU调查，但即将进行的调查将提供这些数据（例如，Hobby-Eberly望远镜暗能量实验（HETDEX），Hector调查和平方公里阵列（SKA））。
2015-09-21 astro-ph.CO
Weak Lensing Mass Reconstruction: Flexion vs Shear
弱引力透镜已被证明是直接绘制宇宙中暗物质分布的有力工具。目前使用的这项技术依赖于对引力切变的精确测量，而引力切变对应于背景星系图像的一阶失真。最近，一种新的技术已经被引入，它依赖于对重力弯曲的精确测量，而重力弯曲对应于背景星系图像的二阶失真。该技术应在比剪切分析更小的尺度上探测结构。本文的目的是比较剪切和弯曲的能力，重建的暗物质分布考虑到分散在剪切和弯曲测量。我们的研究结果表明，弯曲是不太敏感的比剪切构造的收敛映射的尺度上，是物理上可行的映射，这意味着弯曲单独不被用来做收敛映射重建，即使在小尺度。
2010-09-03 astro-ph.CO
Combining strong and weak lensing estimates in the Cosmos field
我们提出了一个综合的宇宙剪切分析的建模的视线扭曲的强透镜扩展弧和星系的形状测量在COSMOS领域。我们发展了一个框架来预测宇宙剪切的强透镜和星系形状测量的小尺度物质功率谱的基础上的协方差。弱透镜测量是使用来自COSMOS调查的数据进行的，该数据使用超快速图像生成器UFig（Berge 2013）的克隆方案进行校准。强透镜分析是通过对来自同一哈勃空间望远镜成像数据集的具有主透镜偏转器和外部剪切组件的透镜弧进行正演建模来进行的。与样本的三个强透镜剪切测量，我们提出了一个2-西格玛检测的互相关信号之间的两个互补测量的宇宙剪切沿同一视线。随着下一代地面和空间观测站的大样本镜头，两个探头的信号与大样本镜头的协方差允许系统检查，交叉校准的两个测量和小尺度剪切功率谱的测量。
2021-01-14 astro-ph.CO
On cosmological bias due to the magnification of shear and position samples in modern weak lensing analyses
现代星系巡天中星系的放大率导致了现代透镜“3x 2 pt”分析中使用的宇宙剪切、星系-星系透镜和聚类观测值之间的额外相关性，这是由于样本的选择。在本文中，我们模拟放大率的贡献，所有三个观测利用SLICS模拟套件，并测试的灵敏度的宇宙学模型，星系的偏见和红移分布校准未建模放大率在第四阶段的调查，使用蒙特卡洛抽样。我们发现，放大不能被忽略，在任何单一或组合的可观察，与放大诱导$>1σ$偏见的$w_0-σ_8$平面，包括宇宙剪切和3x 2 pt分析。在3x 2 pt和宇宙剪切中存在显著的宇宙学偏差，仅从剪切样品的放大来看。我们发现，放大率引起的红移分布的位置样本进行分析，这可能是潜在的用于识别污染的放大率的平均值显着的偏差。
2021-11-18 astro-ph.CO
A new weak lensing shear analysis method using ellipticity defined by 0th order moments
本文提出了一种新的方法，即用零阶矩定义的椭圆率（零椭圆率）来分析弱引力透镜剪切。尽管使用这种方法计算的椭圆率与由二阶矩定义的通常椭圆率之间存在强相关性，但是这里计算的椭圆率具有更高的信噪比，因为它被加权到图像的中心区域。这些结果被斯巴鲁望远镜的Abell 1689数据所证实。在剪切分析中，我们采用重涂人工像椭圆度（ERA）方法对点扩散函数（PSF）进行修正，并通过简单的模拟验证了这种0阶椭圆度的精度，得到了与四极矩椭圆度相同的精度。因此，我们可以预期使用0剪切的弱透镜分析将与统计误差成比例地改进。
2015-02-23 astro-ph.CO
Fitting formulae of the reduced-shear power spectrum for weak lensing
上下文弱引力透镜是研究大尺度结构和宇宙学的有力工具。最常见的是，观测到的星系椭圆度的二阶相关性被表示为物质功率谱的投影，对应于投影和3d功率谱之间的最低阶近似。目标。在零阶近似之外，主要的透镜效应贡献是减少的剪切，它不仅考虑了透镜效应引起的扭曲，而且考虑了星系图像的各向同性放大。这涉及到对物质双谱的积分。我们提供了一个快速和通用的方法来计算这个校正项。方法.使用模型的物质双谱，我们适合基本函数的减少剪切贡献及其衍生物相对于宇宙学参数。对宇宙学的依赖包含在围绕基准模型的泰勒展开中。结果在包含WMAP 7 68%误差椭球的参数空间区域内，当l<10^4（l<2x10^5）时，总折合剪切功率谱（剪切加拟合折合剪切校正）精确到1%（2%）。与不使用校正的情况相比，这对应于偏差的四分之一减小。这种精度是必要的，以匹配当前的非线性功率谱预测的精度从数值模拟。
2010-08-24 astro-ph.CO
Weak lensing shear estimation beyond the shape-noise limit: a machine learning approach
弱透镜剪切估计通常会导致每个星系的统计误差显着大于追求后，只有百分之几的引力信号。这些统计误差主要是形状噪声的结果-由于个别背景星系的多样性（和先验未知）形态的估计误差。这些误差与有限的角分辨率成反比，在有限的角分辨率下，像星系团这样的局部物体可以用弱的透镜剪切进行探测。在这项工作中，我们报告了我们使用机器学习方法来减少弱透镜剪切估计中的统计误差的初步尝试-训练多层卷积神经网络，以直接估计给定观察到的背景星系图像的剪切。我们训练，校准和评估我们的估计器的性能和稳定性，使用模拟的星系图像，旨在模仿的CLASH星系团调查的透镜背景源的HST观测的分布。使用训练的估计，我们产生弱透镜剪切图的核心的20个星系团在CLASH调查，表明RMS散射减少约26%时，与常用的形状估计产生的地图。这相当于大约60%的调查速度提高。然而，鉴于机器学习方法的不透明性，这一结果需要进一步测试和验证。我们提供Python代码来训练和测试模拟和真实的星系团观测的估计。我们还提供了20个CLASH星系团研究的最新弱透镜目录。
2019-10-21 astro-ph.CO
Reducing distance errors for standard candles and standard sirens with weak-lensing shear and flexion maps
引力透镜会导致测量到高红移标准烛光和标准塞壬（如Ia型超新星、伽马射线暴和合并超大质量黑洞双星）的距离出现重大误差。因此，通过使用透镜放大倍率的独立且准确的估计来校正透镜误差将具有显著的益处。我们调查如何准确的放大率可以推断从星系剪切和弯曲数据重建的收敛图。我们采用射线追踪通过千禧年模拟在大的领域，模拟透镜观测，并执行弱透镜重建这些领域。我们确定最佳的方法来过滤重建的收敛图，并将它们转换为放大图。我们发现，对于红移z=1.5（z=5）的标准烛光/塞壬，每角分100个星系的切变巡天^[2]可以帮助减少平均20%（10%）的透镜引起的距离误差，而对于每角分500个星系的切变和弯曲估计的未来巡天^[2]，则可以减少50%（35%）。对于红移z>=3的星系，如果在重建中使用星系的单个红移，可以实现5%的进一步改善。此外，重建允许一个识别的收敛性低的区域，并在其中可以实现高达75%的误差减少。
2010-10-31 astro-ph.CO
Looking through the same lens: shear calibration for LSST, Euclid & WFIRST with stage 4 CMB lensing
下一代弱透镜测量（即，LSST，Euclid和WFIRST）将需要对系统效应进行精确控制。在本文中，我们解决剪切校准，并提出了最现实的预测LSST/Euclid/WFIRST和CMB透镜从第4阶段CMB实验（CMB S4）。我们使用CosmoLike代码来模拟星系密度，星系切变和CMB透镜会聚的所有两点函数的联合分析。我们包括完整的高斯和非高斯协方差，并探索由此产生的联合似然与蒙特卡洛马尔可夫链。我们约束剪切校准偏差，同时改变宇宙学参数，星系偏差和光度红移的不确定性。我们发现，CMB S4的CMB透镜使剪切偏差的校准下降到0.2% - 3%，在10个层析箱LSST（以下的~0.5%的要求，在大多数层析箱），下降到0.4% - 2.4%，在10个箱Euclid和0.6% - 3.2%，在10个箱WFIRST。对于一个给定的透镜调查，该方法在高红移的剪切校准是最具挑战性的，否则最好的作品。这种自校准对高斯测光红移的不确定性和合理的内在对准水平是鲁棒的。它对光束的变化和CMB实验组件分离的有效性也很稳健，并且缓慢地依赖于其深度，使得第三代CMB实验（如AdvACT和SPT-3G）以及西蒙斯天文台成为可能。
2016-07-06 astro-ph.CO
Elliptical Weighted HOLICs for Weak Lensing Shear Measurement. part1:Definitions and isotropic PSF correction
我们发展了一种新的方法，通过采用椭圆权函数测量背景星系图像来估计引力切变。在这样做时，我们引入了一个新的概念“零平面”，这是一个假想的源平面的形状的所有源是完美的圆形，并把固有剪切作为一个假想的透镜畸变的结果。这使得观测剪切、本征剪切和透镜畸变之间的关系更简单，从而更容易进行高阶计算。椭圆权函数使我们能够更精确地测量背景星系形状的多个力矩，通过对图像的明亮部分进行更高的加权，并且减少了KSB方法中由于权函数扩展不足而导致的系统误差。E-HOLICs方法中的点扩散函数（PSF）校正比KSB方法中的PSF校正复杂。本文详细研究了各向同性点扩展函数的校正问题。通过采用透镜畸变作为权函数的椭圆率，我们能够表明E-HOLICs方法中的剪切估计减少到求解畸变绝对大小的多项式。我们使用STEP2仿真比较了我们的方法和KSB之间的系统误差。它被证实，KSB方法高估了输入剪切与大椭圆度的图像，和E-HOLIC正确估计输入剪切，即使这样的图像。各向异性点扩展函数的校正和实际数据的分析将在以后的论文中介绍。
2010-10-04 astro-ph.CO
Intrinsic alignments in the cross-correlation of cosmic shear and CMB weak lensing
我们证明了星系与大尺度潮汐场源的内在对齐对最近检测到的星系切变和微波背景弱透镜的互相关有额外的贡献。额外项是标准宇宙剪切研究中的“GI”项的类比，并导致互相关幅度的减小。我们计算的内在对齐的贡献，在线性和非线性理论，并表明，它可以在大约15%的水平CFHT条纹82红移分布，如果假设的正则振幅的内在对齐。因此，新的术语可以潜在地调和与标准LCDM测量的互相关的明显低值。我们讨论了信号中的各种小尺度效应以及对源红移分布的依赖性。我们讨论了令人兴奋的可能性，自校准的内在排列与宇宙剪切和弱透镜的微波背景的联合分析
2014-07-18 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
Interpolating Masked Weak Lensing Signal with Karhunen-Loeve Analysis
我们探讨了Karhunen Loeve（KL）分析在解决重力剪切测量分析中的实际问题中的实用性。来自大视场弱透镜巡天的切变星表将受到许多系统性的限制，特别是由于前景源的不完全覆盖和像素级遮蔽。我们开发了一种方法，使用二维KL剪切本征模插入噪声剪切测量掩蔽区域。我们探索这种方法的结果与模拟剪切目录，使用统计结果的地图中的高收敛区域。我们发现，KL程序不仅最大限度地减少了由于在该领域中的掩蔽区域的偏见，它也减少了虚假的峰计数从形状噪声的一个因素~ 3在宇宙学敏感的制度。这表明，KL重建掩蔽剪切不仅是有用的创建强大的收敛映射掩蔽剪切目录，但也提供了改进的参数约束的剪切峰值统计研究的承诺。
2011-09-23 astro-ph.CO
Enhancing cosmic shear with the multi-scale lensing PDF
我们量化的宇宙约束力的“透镜PDF”-一点概率密度的弱透镜收敛映射-通过模拟这个统计数字与仿真器训练$w$ CDM宇宙剪切模拟。在高斯和对数正态场验证我们的方法后，我们表明，“多尺度”PDF-测量从地图与多个层次的平滑-提供了相当大的收益超过两点统计，由于他们的能力，以提取非高斯信息：对于模拟阶段III调查，透镜PDF产生33\%更严格的约束的聚类参数$S_8=σ_8\sqrt{Ω_{\rm m}/0.3}$比两点剪切关联函数。对于第四阶段的调查，我们实现$>$ 90\%更严格的约束$S_8$，但也对哈勃和暗能量状态方程参数。有趣的是，我们发现只有在我们的第三阶段设置中组合这两个探针时才有改进;在第四阶段场景中，透镜PDF包含来自标准两点统计的所有信息等等。这表明，虽然这两个探测器目前是互补的，但即将进行的调查的较低噪音水平将释放PDF的约束力。
2023-01-31 astro-ph.CO
Mass reconstruction by gravitational shear and flexion
星系团被认为是研究宇宙学的极好探针。为此，需要测量它们的质量，并了解它们的结构特性。提出了一种结合强透镜、弱透镜剪切和弯曲信息的星系团质量重建方法。我们扩展了弱透镜分析的内部部分的集群，特别是，提高子结构的分辨率。我们使用模拟表明，该方法恢复的质量密度分布的集群。我们发现，弱透镜屈曲对亚结构敏感。在结合屈曲数据到联合弱和强透镜分析，我们可以解决与子结构的集群属性。
2010-08-18 astro-ph.CO
The systematic error test for PSF correction in weak gravitational lensing shear measurement by The ERA Method by Idealizing PSF
本文对弱透镜剪切分析中的点扩散函数（PSF）修正的ERA（EllipticityofRe-SmearedArtificialImage）方法进行了改进，使之能更好地处理星系的真实形状和PSF。这是通过重新涂抹PSF和观察到的星系图像涂抹的RSF（重新涂抹功能），并允许我们使用一个新的PSF具有简单的形状和校正PSF效应没有任何近似和假设。数值实验表明，该方法对星系和某些复杂形状的点扩散函数都能进行校正，其系统误差小于0.1%。我们还将ERA方法应用于Abell 1689星系团的实际数据，证实它能够探测到系统性的弱透镜剪切型。ERA方法在数值试验和实际数据分析中分别需要不到0.1秒或1秒的时间来校正每个对象的PSF。
2016-06-24 astro-ph.CO
A systematic study of projection biases in the Weak Lensing analysis of cosmic shear and the combination of galaxy clustering and galaxy-galaxy lensing
本文系统研究了DES第一年数据中宇宙剪切及星系聚类与星系-星系透镜联合分析的投影偏差，发现偏差超1σ且可信区间覆盖概率严重偏离名义值，并证明区间转换可等效于数据量增加三倍。
2024-03-12 astro-ph.CO
Measurement and Calibration of Noise Bias in Weak Lensing Galaxy Shape Estimation
弱引力透镜有可能将宇宙学参数限制到高精度。然而，正如剪切测试计划（STEP）和引力透镜精度测试（GREAT）挑战所示，测量星系剪切是一项不平凡的任务：各种方法引入了不同的系统偏差，必须加以考虑。我们调查如何像素噪声图像上的影响剪切估计的偏差，从最大李克森正向模型拟合方法使用的共椭圆Sérsic配置文件的总和，在补充的理论方法的相关文件。我们使用一个简单但现实的星系模型来评估偏差，发现仅噪声的影响就可能导致测量剪切的偏差为1-10%，这对当前和未来的透镜调查具有重要意义。我们评估了一种基于模拟的校准方法，以创建一个偏差模型作为星系属性和观测条件的函数。然后，该模型用于校正模拟测量。我们证明，这种方法可以有效地减少噪声偏差，使剪切测量达到所需的精度水平，估计宇宙剪切在即将到来的透镜调查。
2012-03-22 astro-ph.CO
Generalized shear-ratio tests: A new relation between cosmological distances, and a diagnostic for a redshift-dependent multiplicative bias in shear measurements
我们推导出一个新的宇宙学距离之间的关系，有效的任何（统计）各向同性的时空和独立的宇宙学参数，甚至广义相对论的场方程的有效性。特别是，这个关系产生了这些距离比之间的方程，这些距离比是决定质量集中的引力透镜效应强度的几何因素。考虑到弱透镜剪切比的组合，在两个不同的红移的透镜的基础上，在三个不同的红移源，我们推导出剪切比测试之间的关系，必须完全满足。一个红移相关的乘法偏置剪切估计将违反这一关系，因此可以探讨这个广义剪切比测试。结合透镜在三个不同的红移和三个不同的源的红移的透镜效应，剪切比之间的关系，导出必须是有效的独立的乘法偏压。我们提出这些广义剪切比测试作为诊断系统学在即将到来的弱透镜调查的存在。
2016-03-14 astro-ph.CO
Effect of Our Galaxy's Motion on Weak Lensing Measurements of Shear and Convergence
在这项工作中，我们调查的影响，弱透镜剪切和收敛测量由于我们的银河系的运动引起的洛伦兹助推扭曲。虽然从洛伦兹提升到一阶的图像中没有引起椭圆率，但图像被放大。这影响了10%水平的推断收敛，并且对于收敛功率谱C κκ中的低多极和具有大天空覆盖范围的调查（如LSST和DES）最为显著。仅对天空的一小部分成像并且在l > 5处收敛功率谱确定的实验可以安全地忽略对β中的一阶的增强效应。
2013-02-04 astro-ph.CO
The Shear-to-Cosmology Paradigm I. Hybrid Field-Level and Simulation-Based Framework for Weak Lensing Surveys
Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；School of Physics and Astronomy, Sun Yat-Sen University（中山大学物理学院）；CSST Science Center for the Guangdong–Hong Kong–Macau Greater Bay Area, SYSU（中山大学嫦娥四号科学中心粤港澳大湾区分中心）
本文提出了一种混合机器学习框架，结合场级推断和模拟基于推断，直接将观测到的剪切场映射到宇宙学参数，从而在弱引力透镜巡天中实现更精确的宇宙学推断。
2026-05-18 astro-ph.CO
Bayesian Lensing Shear Measurement
我们从背景星系图像中推导出弱引力透镜剪切的估计量，通过严格的贝叶斯测量处理来避免噪声引起的偏差。推导出的剪切估计处置与分配的椭圆率个别星系是典型的以前的方法星系透镜。剪切估计的贝叶斯后验的平均值是无偏的，在大量的背景星系的限制，无论个别星系的噪声水平。贝叶斯形式主义需要一个先验描述的（无噪声）分布的目标星系人口在一些参数空间，这先验可以构建从低噪声图像的子样本的目标人口，可从长期的积分的一部分调查领域。我们找到两种方法来结合这种精确的治疗噪声与严格治疗的影响，仪器点扩散函数和采样。贝叶斯模型拟合（BMF）方法将像素数据的可能性分配给星系模型（例如，Sersic椭圆）。贝叶斯傅立叶域（BFD）方法将像素数据压缩为傅立叶空间中PSF校正后计算的一小组加权矩。一个数值试验，使用一个简化模型的偏置星系测量过程表明，贝叶斯形式主义恢复应用剪切$<1$部分在$10^3$的准确性，并提供准确的不确定性估计。BFD是第一个无模型的剪切测量算法，不需要近似或特别假设来校正PSF、噪声或采样对星系图像的影响。这些算法是很好的候选人，为实现千分之一的剪切推断所需的半球尺度弱引力透镜调查。（节略）
2013-12-02 astro-ph.CO
Multiple Weak Deflections in Galaxy-Galaxy Lensing
利用蒙特卡罗模拟研究了星系-星系透镜效应中多重弱偏转的频率和效应。模拟中的透镜是具有已知红移和已知静止坐标系蓝光度的星系。对于离散源红移以及广泛分布在红移空间中的一组源，在给定的阈值剪切值以上的多个偏转的频率被量化。一般来说，在天空上投影的最接近的透镜不是给定源的唯一透镜。此外，对于给定的光源，约50%的时间最接近的镜头不是最重要的镜头。与单纯的单偏转计算相比，其中仅考虑由于最近的弱透镜引起的透镜效应，完整的多偏转计算产生单个源的更高的净剪切，以及透镜中心周围的更高的平均切向剪切。完整的多重偏转计算还表明，星系-星系透镜效应可能对小角度尺度上的宇宙剪切有相当大的贡献。星系-星系透镜作用对小尺度宇宙剪切的贡献程度对L_B* 星系晕的质量相当敏感。在1角分量级的尺度上，将晕质量改变2.5倍，则星系-星系透镜效应对宇宙剪切的贡献改变3倍。星系-星系透镜效应对宇宙剪切的贡献随着角尺度的增大而迅速减小，在5角分量级时外推到零。这最后一个结果是大致独立的晕质量，并表明，规模大于约5弧分，宇宙剪切是不敏感的大星系的引力势的细节。
2010-02-26 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
Peaks in weak lensing mass maps for cluster astrophysics and cosmology
本文综述了利用弱透镜质量图中的峰识别星系团的方法，强调纯引力选择相比传统方法的优势，并指出斯巴鲁巡天已识别300多个高信噪比星系团，可用于精确宇宙学约束。
2024-12-17 astro-ph.CO
3D cosmic shear: numerical challenges, 3D lensing random fields generation and Minkowski Functionals for cosmological inference
宇宙剪切是由大尺度结构的引力潮汐场涨落产生的弱引力透镜效应，是当前和未来宇宙学分析中最有前途的工具之一。球贝塞尔分解的宇宙剪切场（“三维宇宙剪切”）是一种方法，以最大限度地提高红移信息量的透镜分析，因此提供了一个强大的工具，特别是宇宙结构的增长，这是至关重要的暗能量的研究。然而，模拟的三维宇宙剪切协方差矩阵的计算提出了数值困难，由于所需的高度振荡的功能集成。我们提出并比较了两种数值方法和相关的实现来执行这些集成。然后，我们将展示如何生成三维高斯随机场的天空球坐标系中，从三维宇宙剪切协方差。为了验证我们的场生成程序，我们计算与我们的随机场的闵可夫斯基泛函，比较它们与已知的期望值为高斯的情况下，并展示参数推断从闵可夫斯基泛函从宇宙剪切调查。这是为3D对数正态场产生完全3D Minkowski泛函的第一步，以从宇宙剪切场中提取高斯和非高斯信息，以及使用Minkowski泛函作为超越常用两点统计的宇宙学探针。
2018-11-12 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
CMB lensing with shear-only reconstruction on the full sky
本文推导了全天空仅剪切CMB透镜估计器及其m=2多极推广，并提出基于奇异值分解的可分离近似以高效计算，模拟验证其能有效抑制河外前景偏差。
2023-09-22 astro-ph.CO
Weak-Lensing Shear Response for Photometric Redshift-Based Tomographic Binning
Brookhaven National Laboratory（布鲁海文国家实验室）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
本文扩展AnaCal框架，通过将剪切响应传播至选择过程，校正光度红移选择偏差，并在真实及模拟数据上验证，使乘性剪切偏差满足LSST十年要求。
2026-10-02 astro-ph.CO
High Resolution Weak Lensing Mass-Mapping Combining Shear and Flexion
我们提出了一种新的质量映射算法，专门设计用于从重力剪切和弯曲的组合中恢复小尺度信息。包括屈曲允许我们在小尺度上补充剪切，以增加子结构的灵敏度和收敛图的整体分辨率，而不依赖于强透镜约束。为了保留所有可用的小尺度信息，我们避免任何不规则采样的输入剪切和屈曲场的分箱，并将质量映射问题视为一般不适定的逆问题，使用鲁棒的多尺度小波稀疏先验进行正则化。由此产生的算法采用了红移，减少剪切，并减少个别星系的弯曲测量，并通过使用快速傅立叶估计是非常有效的。我们测试我们的重建方法上的一组现实的弱透镜模拟对应于典型的HST/ACS集群观测，并证明了我们的能力，恢复子结构，包括屈曲丢失，如果只使用剪切信息。特别是，我们可以检测到的子结构在15 $^{\prime \prime}$规模以及以外的关键区域的集群。此外，弯曲也有助于约束主要暗物质晕中心区域的形状。我们的质量映射软件，称为Glimpse 2D，可以在http://www.cosmostat.org/software/glimpse上免费获得。
2016-03-04 astro-ph.CO
Radio Weak Gravitational Lensing with VLA and MERLIN
我们进行了一个探索性的弱引力透镜分析的组合VLA和MERLIN无线电数据集：深（3.3微焦耳束^-1均方根噪声）1.4 GHz的图像哈勃深场北。我们测量的剪切估计分布在这个无线电灵敏度的第一次，发现一个类似的分布，光学剪切估计HST ACS数据在这一领域。我们研究了射电数据剪切估计中的剩余系统学，并从射电-光学剪切交叉关联函数中给出了宇宙学约束。我们强调互相关剪切估计器从无线电和光学数据的效用，以减少系统学的影响。出乎意料的是，我们没有发现任何证据的相关性光学和无线电固有的椭圆匹配对象，这一结果提高了光学无线电透镜互相关的属性。我们探讨的椭圆率分布的无线电对应的光源统计，确认缺乏相关性，因此，我们建议一个连接的统计方法来无线电剪切测量。
2009-10-09 astro-ph.CO
KiDS-1000 catalogue: Weak gravitational lensing shear measurements
我们目前弱透镜剪切目录从第四次数据发布的千度调查，KiDS-1000，跨越1006平方度的深和高分辨率成像。我们的星系“黄金样本”具有良好校准的光度红移分布，由2 100万个星系组成，有效数密度为每平方角分$6.17$星系。我们量化的空间，时间和通量相关的点扩散函数（PSF）模型的准确性，验证该模型符合我们的要求，诱导小于$0.1σ$变化推断宇宙剪切约束的聚类宇宙学参数$S_8 = σ_8\sqrt{Ω_{\rm m}/0.3}$。通过一系列的两点零点测试，我们验证了剪切估计，没有发现显着的非透镜B模式的数据失真的证据。PSF残差在最高的红移箱中被检测到，源自对象选择和/或权重偏差。然而，振幅被证明是足够低的，在我们的严格要求。利用剪切比零检验，我们验证了明亮红星系周围星系-星系透镜信号的红移标度。我们的结论是，联合KiDS-1000剪切和光度红移校准是足够强大的组合探头引力透镜和光谱聚类分析。
2020-12-08 astro-ph.CO
