There is No Missing Satellites Problem
冷暗物质（CDM）范式面临的一个关键挑战是，银河系周围观测到的卫星比暗物质子结构模拟中发现的要少。我们发现，有一个匹配的观测卫星计数之间的检测效率的斯隆数字巡天（亮度$L \gtrsim$ 340 L $_\odot$）和CDM预测的发光卫星的数量，假设恒星质量和晕质量之间的经验关系。这样就解决了按数量计算的“失踪卫星问题”。我们还表明，温暖的暗物质模型的热遗迹质量小于4千电子伏的卫星计数的紧张局势，最近的X射线观测的无菌中微子的解释施加压力。重要的是，银河系卫星的总数敏感地取决于卫星的空间分布，这可能会导致“卫星太多”的问题。测量$10^8$ M $_\odot$以下的完全黑暗的晕，可实现子结构透镜和恒星流扰动，是下一个前沿的CDM测试。
2018-06-12 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Alignments of the Galaxies in and around the Virgo Cluster with the Local Velocity Shear
本文给出了宇宙片与速度切变场主轴在室女星系团位置成一直线的观测证据。本文利用Kim等人最近建立的扩展室女星系团星表中的室女星系团内和周围的星系来确定局部片的方向。分析了Sloan数字巡天数据Release 7重建的速度场，估计了室女座中心的局部速度剪切张量。首先，示出的局部速度剪切张量的短主轴几乎平行于视线方向，我们检测到一个明确的信号的处女座卫星的位置和中间的局部速度剪切投影到天空的平面上的主轴之间的对齐。此外，矮卫星似乎更强烈的对齐比正常的对应物，这被解释为以下指示：（i）正常和矮卫星落在室女星系团优先沿本地丝和本地片，分别。(ii)局部细丝与局部速度切变的短主轴对齐，而局部薄片平行于由短主轴和中间主轴跨越的平面。我们的结果是一致的，最近的数值声称，速度剪切是一个很好的示踪剂的宇宙网。
2014-06-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Abundance matching with the mean star formation rate: there is no missing satellites problem in the Milky Way above $\mathbf{M_{200} \sim 10^9\,{\rm \bf M}_\odot}$
我们介绍了一种新的丰度匹配技术，产生一个更准确的估计的前落晕质量，$M_{200}$，卫星星系。为了实现这一点，我们丰度匹配的平均恒星形成率，平均在一个星系形成恒星的时间，$\langle {\rm SFR}\rangle$，而不是恒星质量，$M_*$。利用Sloan数字巡天、GAMA巡天和Bolshoi模拟的数据，我们得到了$Λ{\rm CDM}$中的统计$\langle {\rm SFR}\rangle-{\rm M}_{200}$关系。然后，我们比较了前落晕质量，$M^{\rm abund}_{200}$，从这个关系与前落动力学质量，$M^{\rm dyn}_{200}$，为21个附近的dSph和dIrr星系，发现两者之间有很好的协议。作为第一个应用程序，我们使用我们的新的$\langle {\rm SFR}\rangle-{\rm M}_{200}$关系经验测量的累积质量函数的体积完整的样本明亮的银河系卫星在280千秒差距的银河系中心。比较这与一套宇宙学的“变焦”模拟银河系质量晕，占银河系盘的subhalo耗尽，我们发现没有丢失的卫星问题以上$M_{200} \sim 10^9\,{\rm M}_\odot$在银河系。我们将讨论如何将这种经验方法应用于附近的螺旋星系的更大的样本。
2019-05-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Satellite galaxies in hydrodynamical simulations of Milky Way sized galaxies
CDM宇宙学的无碰撞模拟预测，在银河系大小的星系的晕中有过多的暗物质子结构，但已知的发光卫星星系的数量要少得多，这种差异被称为“卫星失踪问题”。最大质量的子结构被证明是最明亮的卫星的宿主，但仍然不清楚是什么过程阻止了许多其他纯粹黑暗的子结构中的恒星形成。我们使用高分辨率的流体动力学模拟银河系大小的星系的形成，以测试如何以及这种自洽模型的结构形成相匹配的银河系的卫星人口的观测特性。这是第一次，我们在这样的计算中包括超新星注入恒星形成气体的宇宙射线的反馈，以及在银河系中心及其祖先系统生长的超大质量黑洞的能量输入。我们发现，非热粒子的人口相当强烈地抑制最小的星系的恒星形成效率。事实上，我们的宇宙线模型能够再现观测到的卫星光度函数的模糊端，而只包括宇宙再电离或银河风影响的模型则要差得多。我们模拟的卫星群近似匹配卫星上的可用运动学数据及其观测到的空间分布。我们的结论是，一个适当的解决失踪的卫星问题可能需要包括非标准物理调节恒星形成的最小的晕，宇宙再电离可能是不够的。
2010-04-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Anisotropic satellite accretion onto the Local Group with HESTIA
宇宙网如何滋养晕圈，并为星系形成提供燃料，这是一个具有广泛意义的开放性问题。本研究探讨了大规模组装在本地集团的背景下，当地宇宙学采用模拟的初始条件已被约束，以重现当地的环境。这项研究的目的是检查银河系和仙女座星系的卫星吸积方向是否与宇宙网有关。分析考虑了HESTIA模拟套件中的三个高分辨率模拟，以及导出的速度剪切和潮汐张量。我们注意到在本星系群的吸积历史中有两个时期，以$z \approx 0.7$为界。我们还发现，卫星可以旅行到$\sim 4$ Mpc，相对于他们的父母晕之前，通过其病毒半径$R_{200}$。最后，我们观察到一个强烈的方向与最慢的崩溃轴$\vec{e_3}$的潮汐和剪切张量，这意味着卫星的本地集团起源于宇宙网的一个特定区域，并通过吸积过程向我们引导。这种排列是由卫星进入在早期的下降时代，即$z>0.7$。
2022-08-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Missing Massive Satellites of the Milky Way
最近的研究表明，在银河系最亮的12颗卫星中，只有3颗存在最大圆速度V_max超过30 km/s的暗物质晕。这与Aquarius项目的LCDM模拟结果明显矛盾，后者认为MW级的晕应该至少有8个亚晕，且V_max> 30 km/s。因此，在如此巨大的subhalos中没有发光卫星是令人困惑的，可能会对LCDM范式提出挑战。然而，我们注意到，大质量的暗晕的数量敏感地依赖于银河系的维里质量（知之甚少），而且它们的稀缺性使得从水瓶座这样的小型模拟集估计它们的丰度不确定。我们使用千年模拟系列和缩放的晕下速度函数的不变性（即，作为ν的函数的次晕数量，次晕V_max与主晕维里速度之比，V_200），以确保改进对稀有大质量子系统丰度的估计。在0.1<v <0.5的范围内，N_sub（> v）近似于关于<N_sub>=10.2x（v/0.15）^（-3.11）给出的平均值的泊松分布。这略低于宝瓶座晕，但与凤凰项目的最新结果一致。LCDM晕圈具有3个或更少的子晕圈且V_max高于某个阈值V_th的概率则可以直接计算。它随V_th的减小和晕质量的增大而急剧减小。当V_th= 30 km/s时，约40%的M_halo=10^12 M_sun晕通过了测试;当M_halo>= 2 × 10^12 M_sun时，通过测试的概率不到5%;当M_halo>= 3 × 10^12 M_su…
2012-05-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Where are the Fossils of the First Galaxies? II. True Fossils, Ghost Halos, and the Missing Bright Satellites
我们使用一套新的冷暗物质模拟的本地宇宙，调查银河系内和周围的原始矮星系化石的分布。在整个过程中，我们建立在以前的结果显示协议之间观察到的恒星属性的一个子集的超微弱的矮星和我们的模拟化石。在这里，我们表明，化石的第一个星系的银河中心分布和累积光度函数与观测一致。在我们的模型中，大约有300颗发光的卫星围绕银河系运行，其中大约50-70%是保存完好的化石，这一比例随着银河系的距离而减少。在银河系维里半径范围内，这些化石的大多数光度L_V<10^5 L_solar。相对于观测接近完成的观测，这项工作产生了过多的亮矮星卫星（L_V > 10^4 L_solar）。“明亮的卫星问题”在银河系的外部最为明显。我们估计，虽然相对明亮，原始的恒星星族是非常分散的，产生的人口与表面亮度低于调查的检测限，很容易剥离潮汐力。虽然我们还不能提出本星系群中第一个星系化石存在的确凿证据，但我们的研究结果表明，观测策略可能证明它们的存在。首先，对孤立矮星周围原始恒星的“幽灵晕”的探测将证明恒星在再电离之前形成于迷你晕（M<10^8 M_solar）中，并强烈表明至少有一部分超暗矮星是第一个星系的化石。
2011-11-10 astro-ph.CO
The patch like model of galaxies formation: the virial paradox, core-cusp and missing satellite problems
研究了小阻尼尺度下$Λ$ CDM宇宙学模型中星系形成的类斑块模型。在这个模型中，星系和星系团被识别为具有罕见的高密度峰，这抑制了峰附近随机因素的作用，使晕的形成过程更加快速和规则。高浓度的不规则subhalos周围的中心峰和随后的合并后，形成允许考虑这种介质的混合物碰撞分散的暗物质（DM）粒子和碰撞subhalos。这些次晕与中央主导晕的合并伴随着中央尖点的潮汐破坏，这逐渐变浅了密度分布，促进了超大质量中央黑洞的形成。在这个模型的框架下，我们可以重现维里化星系和星系团的质量和密度的观测相关性，称为维里悖论[4，5]。这些相关性与DM的组成和功率谱的形状密切相关，这使得可以使用现有的观测来限制它们。这些相关性限制了HDM和WDM模型，并允许测试宇宙膨胀模型。我们确认，失踪的卫星问题是直接与维里悖论和宇宙的再加热，增加重子的温度和熵，防止形成第一颗恒星，并划分成两个群体的晕：第一种是再加热前形成的星系，主要集中在大质量星系附近，而第二种是再加热后形成的大量暗晕，积累了大部分DM，但不包含恒星。其空间分布较为均匀。
2020-12-01 astro-ph.CO
Using gaps in N-body tidal streams to probe missing satellites
我们使用N体模拟模拟银河系大小的暗物质晕中星团的潮汐破裂，这导致了一个狭窄的流，可与（但略宽于）GD-5或GD-1。平均银河系暗物质晕是由一个球形Navarro-Frenk-White（NFW）的潜力与subhalos预测的LCDM宇宙学模型。底晕的分布和质量函数遵循Aquarius模拟的结果。我们使用匹配滤波器的方法来寻找“差距”在潮汐流在12个长度尺度从0.1千秒差距至5千秒差距，这似乎是沿流的线性密度的特征倾角。我们发现，除了暗晕的扰动，由于在流中的粒子的相干周转运动的周转超密度（EO）也产生附近的祖间隙的信号。我们测量的间隙光谱-间隙形成率作为间隙长度的函数-由于subhalo扰动和EO，这还没有占一起由以前的研究。最后，我们将模拟流投影到天空中，以研究在观测中解释间隙谱时的问题。特别是，我们发现，从低信号噪声观测间隙谱可以偏置的流的轨道相位。这表明，河流间隙的研究将大大受益于未来飞行任务的高质量数据。
2014-06-11 astro-ph.CO
KiDS+GAMA: The weak lensing calibrated stellar-to-halo mass relation of central and satellite galaxies
我们同时提出的恒星晕质量关系的中央和卫星星系通过弱透镜光谱分类星系的分析约束。使用重叠的数据从第四次数据发布的千度调查（KiDS），和银河系和质量大会调查（GAMA），我们发现，卫星星系托管的晕质量是$0.53 \pm 0.39$ dex（68\%的置信度，$3σ$检测）小于那些中央星系的相同的恒星质量（恒星质量的$\log(M_{\star}/M_{\odot}) = 10.6$）。这与星系形成模型相一致，即卫星星系优先剥离其暗物质。我们发现一致的结果与类似的不确定性比较时，从一个标准的方位角平均星系星系透镜分析和二维似然分析的完整的剪切场的约束。由于后一种方法是有点偏见，由于透镜的不完整性，因为它不提供任何改进的精度时，应用于实际数据，我们得出结论，堆叠切向剪切测量是最适合的研究星系晕连接。
2020-08-18 astro-ph.CO
A missing outskirts problem? Comparisons between stellar halos in the Dragonfly Nearby Galaxies Survey and the TNG100 simulation
低表面亮度星系恒星晕提供了一个具有挑战性的，但有前途的路径解开过去的组装历史的个别星系。在这里，我们提出了详细的比较银河系质量盘星系的恒星晕的蜻蜓附近星系巡天（DNGS）和恒星质量匹配的星系在TNG 100运行的IllustrisTNG项目的一部分。我们产生恒星质量图以及模拟$g$和$r$带图像随机取向的模拟星系，卷积后者与蜻蜓PSF和照顾到匹配的背景噪声，表面亮度限制和空间分辨率的DNGS。我们测量了方位角平均的恒星质量密度和表面亮度分布，发现DNGS星系在大半径（>20 kpc）处的恒星质量（或光）通常比质量匹配的TNG 100星系少，并且具有类似表面密度分布的模拟星系往往具有较低的吸积质量分数。我们探索潜在的解决方案，这个明显的“失踪的郊区问题”，通过实施几个临时调整TNG100内的恒星粒子水平。虽然我们无法确定任何单一的调整，完全调和观测和模拟星系郊区之间的差异，我们发现，人为地延迟卫星星系的破坏和减少原位恒星星族的空间范围，分别导致改善外轮廓形状和恒星晕质量之间的匹配。通过更高分辨率的模拟可以更好地解决卫星吸积问题，并通过更大的观测星系样本来实现进一步的了解。
2020-04-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraints on Dark Matter Protohalos in Effective Theories and Neutrinophilic Dark Matter
原始暗物质（DM）原晕的质量仍然未知。然而，失踪卫星的问题可能表明它们相当大。在本文中，我们使用有效场论映射到DM原晕的质量限制的暗物质-SM相互作用的约束。鉴于轻子保持在热浴中，直到后期，我们专注于它们与DM的相互作用。为了说明该方法，我们使用零结果的LEP失踪的能量搜索以及费米-LAT搜索DM湮没在附近的矮星系，推导出限制原晕质量，$\lesssim (10^{-6}-10^{-1}) M_{\odot}$，范围取决于DM质量和运营商。因此，如果DM要保持热耦合直到晚期，并解释丢失的卫星，带电轻子相互作用是不够的。这促使亲中微子DM，它可以有原晕质量的数量级更大，与普朗克，冰立方和未发表的超级K数据所产生的约束。我们表明，有效的亲中微子模型提供了一个解决方案，失踪的卫星问题的亚GeV DM质量大于WIMP大小的湮灭截面。
2013-05-08 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Constraints on the Alignment of Galaxies in Galaxy Clusters from $\sim$14,000 Spectroscopic Members
作用在星系上的力矩导致物理排列，但由此产生的椭圆率相关性很难预测。由于它们构成了宇宙剪切研究的主要污染物，重要的是要约束观测的内在对齐信号。我们测量了90个大质量星系团中卫星星系在红移范围0.05<z<0.55内的排列，并量化了它们对宇宙剪切信号的影响。我们将38，104个具有光谱红移的星系样本与加拿大-法国-夏威夷望远镜的高质量数据相结合。我们使用相空间信息选择了14，576个星系团成员，其中14，250个具有形状测量，并测量了三种不同类型的排列：卫星星系朝向最亮星系团（BCGs）的径向排列，卫星星系和BCGs的共同方向，以及卫星相互之间的径向排列。剩余的系统影响比统计不确定性小得多。我们没有探测到任何形式的星系排列，至少在3r 200。该信号是一致的蓝色和红色的星系，明亮和暗淡的，也为子样本的红移，动力学质量和动力学状态的基础上的集群为零。如果我们用红色序列中明亮的星系团成员扩展样本，这些结论是不变的。我们增加了我们的约束与那些从文献中估计的重要性相比，中央星系，其中的路线所描述的线性对准模型的内在的卫星对准。将对准信号与当前勘测（如Kilo-Degree勘测）的预期不确定性进行比较表明，线性对准模型是对内在对准的适当处理，但尚不清楚这是否适用于更大的勘测。
2014-12-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark matter substructure and dwarf galactic satellites
十年前，分辨率越来越高的宇宙学模拟被用来证明冷暗物质（CDM）晕的维里化区域充满了大量密集的引力束缚的团块。这些暗物质暗晕是在CDM晕形成的合并和吸积的分级序列中幸存下来的强引力潮汐力和动力学摩擦的晕的中心区域。与观测结果的比较表明，在固定孔径内，银河系和仙女座的暗晕和发光卫星的丰度与它们的圆速度或束缚质量之间存在明显的差异。这种巨大的差异，后来被称为“子结构”或“失踪卫星”问题，需要一个解释。在本文中，我回顾了在过去几年中所取得的进展，无论是在量化的问题，并在探索可能的情况下，它可以容纳和解释的背景下，星系形成的结构形成的CDM范式的框架。特别是，我表明，所观察到的光度函数，径向分布，和发光卫星的内部密度分布的显着相似性可以理解在分层CDM框架内使用一个简单的模型，在该模型中，恒星形成的效率单调下降，减少维里质量卫星吸积之前，没有任何实际的尖锐的星系形成阈值。
2009-06-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Local Group galaxies emerge from the dark
宇宙结构形成的“λ冷暗物质“（LCDM）模型是非常容易证伪的：一旦它的参数在大尺度上固定下来，它就可以在附近的宇宙中得到检验。在我们的本星系群内的观测，包括银河系和仙女座的卫星群，似乎与LCDM的预测相矛盾：卫星星系比暗物质晕少得多（“失踪的卫星”问题），星系似乎避免最大的子结构（“太大而不能倒”问题），而最亮的卫星似乎在一个薄平面上绕着它们的宿主星系运行（“卫星平面”问题）。我们目前的结果，从第一个流体动力学模拟的本地组相匹配的观测到的丰富的星系。我们发现，当重子和暗物质的背景下，同时遵循一个现实的星系形成模型，所有这三个“问题”的LCDM范式内得到解决。
2014-12-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark influences III. Structural characterization of minor mergers of dwarf galaxies with dark satellites
在目前的和谐宇宙学中，小晕被认为是完全黑暗的，并且在轻微的合并相互作用期间可以显著地扰动低质量星系。这些相互作用很可能有助于矮星系人口的多样性。在这个领域中的矮星系经常被观察到在结构，形态和运动学上有特殊性，以及没有明显原因的恒星形成的强烈爆发。我们的目标是描述矮星系与暗卫星的微小合并的特征，以帮助它们的观测识别。我们探索和量化的各种结构，形态和运动学指标合并矮星系及其残余物使用一套流体动力学模拟。与暗卫星合并的最敏感指标是气体和恒星分布的大不对称性，增强的中心表面亮度和星爆，以及冷气体和恒星成分之间的速度偏移和错位。一般而言，合并系统涵盖最常用指标的各种值，而孤立对象往往具有更有限的值。有趣的是，我们在模拟中发现，恒星形成的显著偏心爆发可以精确定位暗卫星的位置。具有这种特点的观测系统也许是最有希望揭示迄今失踪卫星的存在的系统。
2016-09-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Clues on the Missing Sources of Reionization from Self-consistent Modeling of Milky Way and Dwarf Galaxy Globular Clusters
球状星团是古老恒星形成的独特痕迹。我们通过模拟银河系类型星系的球状星团种群的形成和动力学演化，利用Via Lactea II模拟的合并树，确定了整个宇宙时间内球状星团的形成效率。所有的模型都被限制在再现孤立矮星中观测到的球状星团的比频率和初始质量函数。球状星团的轨道，然后计算在一个随时间变化的引力势后，他们无论是吸积从卫星晕或形成在原位，在银河系晕。我们发现，银心距离和球状星团的金属丰度分布是非常敏感的球状星团的形成效率的红移和晕质量的函数。我们最精确的模型揭示了球状星团形成效率在z~2和z~7-12处的两个明显的峰值，并且倾向于形成效率随着晕质量的减少而适度增加，这与反馈调节恒星形成的预期相反。这个模型精确地再现了银河系中球状星团的位置、速度、质量函数、金属丰度分布和年龄分布，并预测约40%的球状星团是在银河系晕内原位形成的，而其他约60%是从大约20个Vc > 30 km/s的卫星矮星系中吸积而来的，约29%或所有的球状星团是在红移z > 7时形成的。这些结果进一步加强了球状星团的形成是高红移星系中恒星形成的一种重要模式的观点，并可能在星系际介质的再电离中发挥重要作用
2014-06-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
The alignment of satellite galaxies and cosmic filaments: observations and simulations
卫星沿着巨大的宇宙细丝吸积到中央星系上，这是我们宇宙结构各向异性坍缩的明显结果。数值工作（基于N体模拟的引力动力学）表明，卫星沿着由速度剪切场印记的优选方向向主机发射。在这里，我们使用斯隆数字巡天观测测试这一说法。我们构建了3D的细丝和薄片，并研究了卫星星系的相对位置。卫星星系的位置与暗条轴在观测中存在着统计上显著的一致性。我们发现一个定性的兼容的路线，通过检查卫星和灯丝同样确定千年模拟，半分析星系目录。我们还研究了星系属性，如颜色，大小和（相对）卫星星等的对齐强度的依赖关系，发现最红，最亮的中央和卫星星系的对齐是最强的。我们的研究结果证实了宇宙网在卫星吸积中的理论图景和作用。此外，我们的研究结果表明，在更大的尺度上确定的细丝可以反映在卫星星系的位置，非常接近他们的主机。
2015-04-22 astro-ph.CO
Missing black holes in brightest cluster galaxies as evidence for the occurrence of superkicks in nature
我们研究了超反冲对宇宙中最亮星系团中超大质量黑洞的影响。有强有力的观测证据表明，BCGs在后期显著增长（从z=1开始，质量增加到2-4倍），主要是通过与星系团中的卫星星系合并，并且它们被认为是有史以来观测到的最大质量的SMBH。预计这些SMBH也将分层增长，与合并卫星带来的其他SMBH进行一系列合并。由于非对称引力波发射带走了净线性动量，剩余的SMBH经历了相反方向的反冲。反冲可能高达~5000 Km/s（“超级反冲”），将SMBH推出星团外围，其时间相当于星系演化的时间尺度。我们预测，在一些合理的假设下，超级反冲可以有效地从BCGs中喷出SMBH，使它们在本地宇宙中的占据比例降低到0.9<f<0.99的可能范围。未来像ELT和TMT这样的30米级望远镜将能够测量z=0.2的数百个BCG中的SMBH，测试自然界中超级反冲的发生和SMBH合并的强引力状态。
2014-10-01 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Measuring the viscosity of dark matter with strongly lensed gravitational waves
基于致密双星并合产生的强透镜引力波（GW），我们提出了一种在引力波域研究暗物质（DM）流体剪切粘性的新方法，当GW在具有非零剪切粘度的DM流体中传播时，GW是否经历阻尼效应。通过假设暗物质的自散射足够有效的流体动力学描述是有效的，我们的研究结果表明，未来的地面爱因斯坦望远镜（ET）和卫星GW天文台（大爆炸观察者; BBO）可能成功地检测到任何暗物质的自相互作用在星系和星系团的规模。
2020-12-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Faint Satellite Population of the NGC-3175 Group - a Local Group Analogue
在本文中，我们确定和研究附近的本星系群类似物-NGC-3175星系群的低质量矮卫星的属性，目的是调查最低质量星系的性质和“失踪的卫星”问题。对邻近星系群（如NGC-3175）的深度成像是探测这些低质量星系的唯一方法之一，这些星系对宇宙学、暗物质和星系形成问题都很重要。我们发现了553个候选矮星系，其中绝大多数以前从未被研究过。我们在NGC-3175中心$\sim$ 500 kpc区域附近获得了R和B波段的图像，ESO 2.2 m，使我们能够在B波段探测到$\sim$ 23等（M $_{B} \sim$ -7.7等）的星系。在没有光谱信息的情况下，矮成员和可能的背景星系是使用颜色，形态和表面亮度标准分离的。我们比较观察到的尺寸，表面亮度和质量标度关系的文献数据。光度函数的暗端斜率为$α$ =-1.31，比在本星系群中观测到的更陡。与模拟结果相比，我们发现我们的观测结果介于纯$Λ$ CDM模型和涉及重子效应的CDM模型之间，消除了银河系周围卫星太少的明显问题。
2018-08-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Effects of galaxy intrinsic alignment on weak lensing peak statistics
星系内禀排列是弱透镜系统学研究中的一个重要来源。在本文中，我们采用大型模拟与半解析星系形成，研究IA对WL峰值统计的影响。构造了不同红移分布的模拟源星系样本，其中包括WL剪切和IA信号。然后对这些样本进行收敛重建和峰值统计。结果表明，IA对峰丰度的影响主要包括两个方面。一个是IA对形状噪声的额外贡献。另一种是来自卫星IA的，其可以显著地影响来自其宿主集群的峰值信号。后者取决于包含在剪切样本的星系团的卫星星系，有助于WL峰的水平，因此是敏感的源星系的红移分布。我们特别关注卫星IA，并在模拟中对其进行人工调整，以分析卫星IA影响对其强度的依赖性。这些信息可以潜在地被纳入WL峰丰度的建模，特别是对于高峰值物理起源于大规模的星系团，从而减轻IA系统学的宇宙学约束来自WL峰。
2022-10-13 astro-ph.CO
A quantitative explanation of the observed population of Milky Way satellite galaxies
根据SDSS成像数据中发现的十几颗新的低光度卫星和我们最近对SDSS卫星探测效率的校准，我们重新审视了观测到的银河系（MW）矮卫星同伴数量与预测的冷暗物质（CDM）子晕数量之间众所周知的差异，这意味着总人口远远大于这十几个发现。我们结合了一个动力学模型的CDM子晕人口与简单的，物理动机的处方分配恒星的内容，每个子晕，然后应用观测选择效应，并比较目前的观测普查。正如预期的那样，恒星质量是其成为卫星时的晕下质量M_sat的常数分数F（Omega_b/Omega_m）的模型，对于任何F的选择都是失败的。然而，以前提倡的模型，调用抑制气体吸积后，再电离晕与圆速度v_c <~ 35 km/s可以重现观测到的卫星计数为-15 < M_V < 0，与F ~ 10^{-3}。成功的模型还需要在v_c <~ 10 km/s的晕中再电离前对恒星形成进行强抑制;没有再电离前抑制的模型预测了太多-5 < M_V < 0的卫星。我们的模型还重现了观测到的SDSS矮星的恒星速度色散~ 5-10 km/s，给出了它们的恒星分布的观测尺寸，模型卫星的观测值为M（<300 pc）~ 10^7 M_sun，尽管它们现在的总晕质量跨越了两个数量级以上。我们的建模表明，自然的物理机制内的CDM框架内的行为可以定量地解释MW卫星人口的属性，因为它是目前已知的，从而提供了一个令人信服的解决方案，“失踪的卫星”的问题。
2009-02-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lunar system constraints on the modified theories of gravity
质量缺失问题的MOND范式需要引入一个通过观察和实验来识别的泛函。我们认为AQUAL理论是MOND的一种实现。我们表明，地球GM测量的月球激光测距和各种人造地球卫星，包括LAGEOS卫星的精确跟踪的精确值，限制这个功能，使一些选择/建议的功能被驳回。
2013-05-17 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
First Galaxy-Galaxy Lensing Measurement of Satellite Halo Mass in the CFHT Stripe-82 Survey
我们从SDSS光谱星系构建的星系群目录中选取卫星星系，利用CFHT/MegaCam Stripe-82巡天中提取的源目录测量这些星系周围的切向剪切，以约束与它们相关的暗晕质量。在质量范围为[10^{13}，5 × 10 ^{14}]h^{-1} M_{sun}的卫星群周围测量透镜信号，发现与理论预期吻合得很好。用截断的NFW剖面拟合数据，我们得到了平均晕下质量log M_{sub} = 11.68 \pm 0.67（对于到中心星系的投影距离在[0.1，0.3] h^{-1}Mpc范围内的卫星），log M_{sub} = 11.68 \pm 0.76（对于到中心星系的投影距离在[0.3，0.5] h^{-1}Mpc.最适合的subhalo质量是相当于截断subhalo质量分配给卫星星系使用丰度匹配和约5至10倍高于平均恒星质量的透镜卫星星系。
2013-12-12 astro-ph.CO
Full-sky ray-tracing simulation of weak lensing using ELUCID simulations: exploring galaxy intrinsic alignment and cosmic shear correlations
星系的内禀排列是弱透镜巡天中一个重要的系统效应，它会影响到所导出的宇宙学参数。区分不同对准模型并量化其对测量的影响的一种直接方法是产生模拟弱透镜测量。在这项工作中，我们使用全天空光线追踪技术产生模拟图像的星系从ELUCID $N$体模拟运行与WMAP 9宇宙学。在我们的模型中，我们假设中心椭圆星系的形状遵循暗物质晕的形状，螺旋星系遵循晕的自旋。使用模拟的星系图像，结合星系的内在形状和引力剪切，我们比较预测的断层剪切相关的KiDS和DLS的结果。结果发现，我们的预测停留在KiDS和DLS的结果之间。我们排除了卫星星系与中心星系径向对齐的模型，否则在小尺度上的剪切相关性太高。最重要的是，我们发现，虽然螺旋星系的内在排列是非常弱的，它们诱导的引力剪切信号和星系的内在取向（GI）之间的正相关。这是因为螺旋星系与附近的大尺度超密度物质相切排列，与椭圆星系的径向排列相反。我们的研究结果解释了弱透镜巡天探测到的正GI项的来源。我们的结论是，在未来的分析中，GI模型必须包括更详细的星系类型的依赖。
2018-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Tidal Dwarf Galaxies and missing baryons
潮汐矮星系是在大质量螺旋星系的相互作用、碰撞或合并过程中形成的。它们在质量、大小上类似于“正常”的矮星系，并成为围绕其巨大祖先运行的矮卫星。然而，它们保留了一些来自其起源的特征，使它们成为宇宙学研究的有趣目标。特别是，它们应该没有来自球状晕的暗物质。平坦的旋转曲线和高的动力学质量可能表明存在一个看不见的分量，并限制了“失踪重子”的性质，已知存在但无法直接观察到。宇宙中矮星系的数量是另一个宇宙学问题，如果潮汐矮星系经常在高红移时形成，当合并率很高时，它们中的许多幸存下来直到今天，这可能会受到显着影响。
2009-07-22 astro-ph.CO
The VPOS: a vast polar structure of satellite galaxies, globular clusters and streams around the Milky Way
长期以来，人们一直认为银河系的卫星星系具有显著的相空间相关性，它们分布在一个高度倾斜的圆盘状星系中。我们首次分析了恒星流和气体流的方向以及球状星团在MW晕中的分布，从而扩展了以往对DoS的研究。结果表明，被归类为年轻晕团（YH GC）的MW球状星团的空间分布与DoS非常相似，而14个分析流中有7个与DoS一致。当假设各向同性时，发现所观察到的流聚集的概率仅为0.3%。因此，MW被一个巨大的极地结构（VPOS）的子系统（卫星星系，球状星团和流）所包围，从银河系中心的距离小到10 kpc到250 kpc。这些发现表明，一个接近各向同性的宇宙学子结构组件的下落到MW基本上被排除，因为大量的下落物体将不得不高度相关，在一定程度上不自然的暗物质子结构。大多数卫星、溪流和YH GC必须形成一个相关的种群。这在由相互作用的星系排出的物质组成的潮汐尾中是可能的。我们讨论了潮汐的情况下形成的VPOS，包括成功和可能的挑战。MW卫星是潮汐矮星系的潜在后果是严重的。如果所有的卫星星系和银河星系都是在年轻的MW和另一个富含气体的星系在大约10-11 Gyr前相遇时形成的，那么MW就没有任何发光的暗物质子结构，卫星失踪的问题就成为标准宇宙学模型的灾难性失败。
2012-04-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Testing gravity on cosmological scales with cosmic shear, cosmic microwave background anisotropies, and redshift-space distortions
我们使用了一系列的宇宙学数据来约束宇宙尺度上的广义相对论的唯象修正，通过修改泊松和透镜方程。我们包括来自普朗克卫星的宇宙微波背景各向异性测量，来自CFHTLenS和DES-SV的宇宙剪切，以及来自BOSS数据发布12和6dF星系巡天的红移空间扭曲。我们没有发现偏离广义相对论的证据，修正的引力参数被限制在$Σ_0 = 0.05^{+0.05}_{-0.07}$和$μ_0 = -0.10^{+0.20}_{-0.16}$，其中$Σ_0$和$μ_0$指的是偏离广义相对论，在广义相对论中被定义为零。我们还预测了整个五年暗能量巡天和大型综合巡天望远镜等实验对这些参数的敏感性，显示出对$Σ_0$的约束有了实质性的预期改善。
2019-04-26 astro-ph.CO
A new method to break the mass sheet degeneracy using aperture moments
由引力透镜剪切和高阶估计量弯曲确定的质量都受到质量片简并的影响。质量片简并是指使约化的切变和屈曲保持不变的变换。一般来说，这种转换可以近似通过增加一个恒定的表面质量密度片。我们提出了一种新的技术来打破质量片简并。该方法使用质量矩的剪切或屈曲领域的收敛信息，从数量计数，利用放大偏差。测量的质量矩之间的差异提供了附加常数的大小的估计值，即质量片。为了证明这一点，我们推导出的关系，在一般情况下适用于n阶矩，并显示如何可以有效地利用它们来打破简并。我们研究了这个简并参数的可探测性，发现这个简并参数可以从堆积星系-星系透镜数据和星系团透镜数据中可行地确定。此外，我们比较了SIS和NFW模型的收敛信息的信噪比。我们发现，剪切和弯曲的组合在星系和星系团尺度上表现最好，因此收敛信息可以用来打破质量片简并质量重建中没有损失。总之，在剪切、屈曲、会聚及其高阶矩的组合中存在功率。随着即将到来的和未来的卫星任务- EUCLID和WFIRST -预期的大量透镜数据，这种技术将是可行的。
2016-04-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
A unified solution to the small scale problems of the $Λ$CDM model II: introducing parent-satellite interaction
我们继续研究重子物理对$Λ$ CDM模型小尺度问题的影响，基于半解析模型（Del Popolo，2009）。利用该模型，我们展示了如何将尖/核、丢失卫星（MSP）、太大而不能倒（TBTF）问题和角动量突变与观测相协调，并添加了母星-卫星相互作用。暗物质与重子之间通过动力学摩擦的相互作用可以充分地消除密度剖面的内尖点，从而解决尖点/核问题。在我们的模型中，结合Zolotov等人（2012年）的修正，类似于Brooks等人（2013年），以及紫外线加热和潮汐剥离的影响，在Via Lactea 2（VL 2）subhaloes中看到的大质量发光卫星的数量与MW中观察到的数量一致，从而解决了MSP和TBTF问题。该模型还产生了角自旋参数和角动量的分布，与van den Bosch，Burkert，\\& Swaters（2001）研究的矮星的观测结果一致。
2014-11-21 astro-ph.CO
Mechanisms of Baryon Loss for Dark Satellites in Cosmological SPH Simulations
我们提出了一个高分辨率，平滑粒子流体动力学（SPH）星系模拟在宇宙学背景下的卫星轨道上的研究。模拟的星系与银河系的质量大致相同。在z = 0时发光卫星的累积数量与观测到的银河系卫星系统相似，尽管对卫星质量函数的分析显示暗卫星比亮卫星多一个数量级。在z = 0时，一些暗的暗晕比一些亮的暗晕质量更大。区分亮暗晕的不是它们在z = 0时的质量，而是暗晕所达到的最大质量。我们研究了四种质量损失机制对subhalos的影响：紫外线（UV）电离辐射，冲压压力剥离，潮汐剥离和恒星反馈，并比较这四种机制对卫星的影响。在质量最低的次晕中，紫外线是造成重子质量损失的主要原因。冲压压力剥离去除了低质量卫星上残留的任何质量。质量越大的暗晕有更深的潜势井，在再电离过程中保留更多的质量。然而，当卫星经过主晕的中心附近时，潮汐力会导致所有质量的卫星发生重大的质量损失。从外部被潮汐剥离的卫星可以解释发光卫星的质量比一些暗卫星低。恒星反馈对已经形成恒星的中等质量卫星影响最大，但在z = 0时失去了所有气体。我们的结果表明，失踪的卫星问题是不是一个棘手的问题与冷暗物质宇宙学，而是重子过程的表现。
2011-03-16 astro-ph.CO
Propagating residual biases in masked cosmic shear power spectra
在本文中，我们推导出一个完整的表达式弱透镜形状测量偏差到宇宙剪切功率谱的传播，包括缺失数据的影响。我们使用模拟表明，高于一阶偏置参数的项可以忽略，偏置的影响可以被捕获的条款只依赖于乘法偏置场的平均值。我们确定，B模式功率包含乘性偏置的信息。我们发现，没有先验的剩余乘法偏差$δm$和随机椭圆率方差$σ_e$的宇宙剪切功率谱的振幅上的约束是完全退化，并且，当应用先验的约束振幅$A$是轻微偏低通过一个经典的边缘化悖论。使用全天空高斯随机场模拟，我们发现，$(1+2δm)A$的组合是无偏的联合EE和BB功率谱的可能性，如果误差和平均值（精度和准确性）的随机椭圆方差是已知的，以优于$σ(σ_e)\leq 0.05$和$Δσ_e\leq 0.01$，或乘法偏差是已知的，以优于$σ(m)\leq 0.07$和$Δm\leq 0.01$。
2020-12-14 astro-ph.CO
Missing Dark Matter in the Local Universe
本文用11000个视向速度VLG < 3500 km/s的星系样本，研究了我们周围半径约为50 Mpc的球内亮（恒星）物质和暗物质的局域分布特征。这个体积中物质的平均密度Omega_m，loc=0.08+-0.02，比全球宇宙密度Omega_m，glob=0.28+-0.03低得多。我们讨论了对这一悖论的三种可能解释：1）星系团和星系团被扩展的暗晕所包围，其大部分质量位于它们的维里半径之外：2）所考虑的宇宙局部体积是不具有代表性的，位于一个巨大的空洞中; 3）宇宙中的大部分物质与星系团和星系群无关，而是以巨大的黑暗团块的形式分布在它们之间。支持后一种假设的一些论据。现代宇宙学模型与观测数据之间存在着两个众所周知的不一致性：正常星系的卫星星系缺失问题和重子星系缺失问题，除此之外，还出现了另一个不一致性--暗物质缺失问题。
2012-04-16 astro-ph.CO
Cross-correlation cosmic shear with the SDSS and VLA FIRST surveys
我们通过将SDSS光学巡天测量到的约900万个星系的形状与VLA-FIRST重叠巡天测量到的约2.7x10^5个射电星系的形状进行互相关，测量了大角度尺度上的宇宙剪切功率谱。我们的测量跨越多极范围10 <1 < 130，对应于角标度2deg < θ <20 deg。在这些尺度上，剪切图从两个调查遭受显着的系统性影响，禁止测量的剪切功率谱从任何一个单独的调查。相反，我们证明，通过互相关的两个调查测量的功率谱是无偏的。我们从99%置信度（~2.7σ）下与零信号不一致的数据测量E-模式功率谱。发现奇校验B模式信号和EB互相关都与零一致（在1σ内）。这些约束条件是经过仔细的误差分析后获得的，该分析考虑了由于宇宙方差，随机星系形状噪声和形状测量误差以及与两次调查中观察到的大规模系统效应相关的其他误差而引起的不确定性。我们的约束条件是一致的和谐宇宙学模型中的预期信号，假设最近估计的宇宙学参数从普朗克卫星，和文献值的SDSS和第一星系人口的中位数红移。本文描述的互功率谱方法是一种强大的技术，用于减轻剪切系统，并将是理想的提取强大的结果，与系统所需的精细控制，从未来的宇宙剪切调查与SKA，LSST，欧几里得和WFIRST AFTA。
2015-07-21 astro-ph.CO
X-Ray-Cosmic-Shear Cross-Correlations: First Detection and Constraints on Baryonic Effects
利用暗能量巡天和ROSAT数据，首次高显著性探测到宇宙剪切与X射线背景的互相关，并约束了重子反馈质量和气体多方指数，为改进宇宙学约束迈出第一步。
2024-07-18 astro-ph.CO
Tomography from the Next Generation of Cosmic Shear Experiments for Viable f(R) Models
我们在修正作用量f（R）理论的框架下给出了两个可行的宇宙学模型所预言的宇宙剪切信号。我们使用f（R）模型，其中宇宙当前的加速膨胀是修正的引力拉格朗日量而不是暗能量（DE）的直接结果，无论是真空能量/宇宙学常数的形式，还是动态标量场（例如quintessence）的形式。我们选择Starobinsky（St）和Hu & Sawicki（HS）f（R）模型，它们经过精心设计，可以通过太阳系重力测试。为了进一步支持--或者排除-- f（R）理论作为DE假说的替代候选者，我们利用了弱引力透镜的力量，特别是宇宙剪切。我们计算断层剪切矩阵，因为它将由即将到来的欧空局宇宙视觉欧几里得卫星测量。我们发现在St模型中宇宙剪切信号几乎完全退化为LCDM，而在HS模型中很容易区分。此外，我们计算相应的Fisher矩阵的St和HS模型，从而获得其宇宙学参数的预测。最后，我们表明，宇宙剪切的贝叶斯因子将肯定有利于HS模型LCDM，如果欧几里得测量值大于~0.02的额外HS参数n_HS。
2011-07-15 astro-ph.CO gr-qc
The Massive Satellite Population of Milky-Way Sized Galaxies
本文给出了几个质量大于ms~ 4 E7 Msun的卫星星系在MW级宿主星系周围的占位分布，并用来预测它们的内部动力学。为此，我们在观测到的星系恒星质量函数的中心和卫星质量函数以及两点关联函数的约束下，构造了一个星系群模拟星表。对于MW大小的宿主，我们发现：6.6%有2颗卫星在SMC-LMC质量范围内;它们有1、2或3颗卫星等于或大于LMC、SMC或Sgr的概率分别为0。26，0。14和0。十四岁;具有3颗卫星>= Sgr（作为MW）的那些主机是最常见的情况之一，尽管这些系统中最大和第二大质量的卫星分别比LMC和SMC小0.7和0.8 dex。累积卫星质量函数是相当广泛的，MW的特定配置是低频的，但不是异常值（它还在1 sig的上限之内）。对于MW卫星构型，我们将晕质量限制为Mh>1.4E12 Msun（1 sig水平）。我们发现，在所有MW级的主机（有没有一个大规模的卫星丢失的问题LCDM）的大规模subhalo的丰度应该同意的大规模卫星的丰度。然而，ms<1 E8 Msun的卫星的暗晕的vmax系统地大于目前对MW亮矮星的观测研究所推断的vmax;与以前的工作不同的是，这个结论是基于对MW大小星系的总体分析。一些证据表明，这个问题可能只涉及卫星矮星，而不是中央矮星;然后，与宿主晕内的矮星相关的环境过程结合SN驱动的核心膨胀可能是Vmax降低的基础。[删节]
2013-06-25 astro-ph.CO
A Unified Analysis of Four Cosmic Shear Surveys
在过去的几年里，几个独立的合作提出了宇宙学约束断层宇宙剪切分析。这些分析在许多方面有所不同：数据集，剪切和光度红移估计算法，理论模型假设和推理管道。为了评估现有的宇宙剪切结果的鲁棒性，我们在本文中提出了一个统一的分析，最近的宇宙剪切调查：深透镜调查（DLS），加拿大-法国-夏威夷望远镜透镜调查（CFHTLenS），科学验证数据从暗能量调查（DES-SV），和450度$^{2}$发布的千度调查（KiDS-450）。通过使用一个统一的管道，我们展示了宇宙学约束是如何敏感的管道的各种细节。我们确定了几个分析选择，可以改变宇宙学的约束的一个显着的不确定性的一部分。对于我们的置信分析选择，考虑高斯协方差，保守的尺度切割，假设没有重子反馈污染，相同的宇宙学参数先验和内禀排列处理，我们发现参数$S_{8}\equiv σ_{8}(Ω_{\rm m}/0.3)^{0.5}$的约束（平均值，16%和84%的置信区间）是$S_{8}=0.94_{-0.045}^{+0.046}$（DLS），$0.66_{-0.071}^{+0.070}$（CFHTLenS），$0.84_{-0.061}^{+0.062}$（DES-SV）和$0.76_{-0.049}^{+0.048}$（KiDS-450）。从拟合优度和贝叶斯证据比，我们确定，在四个调查中，最近的两个调查，DES-SV和KiDS-450，具有可接受的…
2018-08-28 astro-ph.CO
DES Y3 cosmic shear down to small scales: constraints on cosmology and baryons
本研究利用DES Y3全尺度宇宙剪切数据，结合模拟与神经网络建模，获得更紧致的宇宙学参数，并首次约束重子分布，表明小尺度数据具有重要价值。
2023-08-07 astro-ph.CO
Testing the Impact of Satellite Anisotropy on Large and Small Scale Intrinsic Alignments using Hydrodynamical Simulations
星系内禀排列（IA）长期以来一直被认为是弱透镜宇宙学推论的重要污染物。在本文中，我们试图量化的影响，一个共同的建模假设在分析描述的内在路线：球对称的暗物质晕。了解这种效应是很重要的，因为目前这一代的固有对准模型是有限的，特别是在小尺度上，建立一个准确的理论描述将是必不可少的充分利用信息在未来的透镜数据。我们的分析是基于113，560个星系的目录之间的$z=0.06-1.00$从MassiveBlack-II，盒长度$100 h^{-1}$ Mpc的流体动力学模拟。我们发现卫星各向异性在$\geq 30-40\%$水平上对小尺度对准关联函数有贡献。当分离度大于$1 h^{-1}$ Mpc时，影响大致与尺度无关，导致$\sim20\%$的IA功率谱振幅发生偏移。这些结论在整个红移范围内以及MassiveBlack-II和Illustris模拟之间是一致的。宇宙学的影响，这些结果进行了测试，使用模拟的似然分析。合成宇宙剪切数据是用未来LSST类调查的预期特征（深度、面积和数量密度）构建的。我们的研究结果表明，使用基于球对称的晕模型建模对齐可能会导致$S_8$和$w$在$\sim 1.5σ$水平的宇宙学参数偏差。
2019-12-13 astro-ph.CO
On the nature of the missing mass of galaxy clusters in MOND: the view from gravitational lensing
针对MOND框架下星系团的剩余缺失质量问题，利用CLASH巡天样本的强、弱引力透镜数据表征其中心区域密度分布，发现内常密度核外幂律等模型可较好描述，结果可为相关MOND理论或假说提供检验依据。
2025-04-29 astro-ph.CO gr-qc
Tomographic-spectral approach for dark matter detection in the cross-correlation between cosmic shear and diffuse gamma-ray emission
我们最近提出将弥漫的河外伽玛射线背景与宇宙剪切的引力透镜信号互相关。这代表了一种新的和有前途的战略，以寻找湮灭或衰变粒子暗物质（DM）的候选人。在目前的工作中，我们展示了一个断层光谱的方法的潜力：测量在不同的箱的红移和能量的互相关显着提高了DM信号的灵敏度。事实上，这里提出的技术利用了不同的缩放的天体物理和DM组件与红移，同时，他们的不同的能量谱和不同的角度扩展。即使当DM诱导的发射非常微弱时，对粒子DM信号的灵敏度也是非常有希望的。我们首先量化的前景，检测DM交叉相关的费米大面积望远镜（LAT）的漫射伽马射线背景与宇宙剪切预期从暗能量调查。在一个显着的subhalo的提升的假设下，这样的测量可以提供DM的5西格玛检测，如果DM粒子是轻于300 GeV，并具有热湮灭率。然后，我们预测了欧洲航天局Euclid卫星（计划于2020年发射）的能力，并结合一个假设的未来伽马射线探测器，与目前的望远镜相比，其规格略有改进。我们预测，他们的数据的互相关将允许测量DM质量的不确定性的一个因素为1.5-2，即使是中度subhalo的提升，DM质量高达几百GeV和热湮灭率。
2015-11-24 astro-ph.CO hep-ph
