Large-scale motions and growth rate from forward-modelling Tully-Fisher peculiar velocities
本文提出一种正向建模星系星等与速度宽度样本以同时确定Tully-Fisher关系参数和本动速度场的方法,利用CF4数据集和2M++红移巡天测得结构增长率,并发现WALLABY HI巡天数据有望将约束改善2-3倍。
2024-04-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Beyond dark energy Fisher forecasts: how DESI will constrain LCDM and quintessence models
我们以当前的宇宙学观测为基准,从两个方面预测了暗能量光谱仪(DESI)的功率:1。标准$Λ$ CDM模型中的参数组合的约束功率的增益,以及2.重建暗能量的精粹模型。对于前一个任务,我们使用最近开发的形式主义,以提取由不同的宇宙学调查数据的组合约束的主导参数组合。对于后者,我们使用暗能量的有效场论进行非参数化的精粹重建。使用模拟DESI观测的哈勃参数,角直径距离,和增长率,我们发现,DESI将提供显着的改进,目前的数据集上的$Λ$ CDM和精华的约束。在我们的$Λ$ CDM分析中包括DESI模拟改进了对$Ω_m$、$H_0$和$σ_8$的约束,其中改进几乎完全来自角直径距离和结构测量的增长。我们的精粹重建表明,DESI将大大改善约束的范围内的精粹属性,如重建的潜力,标量场偏移,和暗能量状态方程。在存在非$Λ$ CDM信号的情况下,角直径距离测量特别受限,其中电势不能由$H_0$和$Ω_m$中的移位来解释。
2022-07-04 astro-ph.CO
Cosmological Constraint Precision of the Photometric and Spectroscopic Multi-probe Surveys of China Space Station Telescope (CSST)
作为第四阶段的天基望远镜之一,中国空间站望远镜(CSST)可以同时进行光度和光谱测量,以极高的精度有效地探索宇宙。在这项工作中,我们调查了几个强大的CSST宇宙学探测,包括宇宙剪切,星系-星系透镜,光度和光谱星系团,和星系团的数量计数,并研究这些探测器的能力,通过预测宇宙学参数的联合约束的结果。通过参考实际观测结果,我们生成模拟数据,并根据CSST观测和仪器设计估计测量误差。为了研究系统因素对观测结果的影响,我们还考虑了CSST测光和光谱巡天观测中的一些系统因素,如星系的本征排列、剪切定标不确定性、测光红移不确定性、星系偏差、非线性效应、仪器效应等。我们发现,包含所有CSST宇宙学探测器的联合约束可以使当前观测的结果至少提高一个数量级,从而使$Ω_m$和$σ_8$ $<$的精度分别达到1%和$w_0$和$w_a$ $<$的精度分别达到5%和20%.这表明CSST测光和光谱多探测器巡天可以为宇宙探测提供强有力的工具,并极大地促进相关宇宙学问题的研究。
2022-12-05 astro-ph.CO
Removing Imaging Systematics from Galaxy Clustering Measurements with Obiwan : Application to the SDSS-IV extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey Emission Line Galaxy Sample
这项工作提出了一个新的工具,Obiwan,它使用图像模拟来确定选择函数的星系红移调查和计算三维(3D)聚类统计的应用。这是一个正演模型的过程中,图像的夜空被转换成一个三维大尺度结构目录。测光管道自动检测和模拟星系,然后生成一个包含每个星系详细信息的星系目录,包括它们的位置、红移等。因此,成像数据中的系统性偏差会被传递到目录中,并且必须在对其信息内容的任何科学分析中加以考虑。Obiwan为从Legacy Surveys成像数据中选择的样本模拟了这一过程。这些成像数据将用于为下一代暗能量光谱仪(DESI)实验选择目标样本。在这里,我们将Obiwan应用于SDSS-IV扩展重子振荡光谱巡天发射线Galerkin(ELG)样品的一部分。数据中的系统性偏差得到明确识别和消除。我们比较3D聚类结果的地图为基础的方法应用于整个eBOSS样本。我们发现结果是一致的,从而验证了Raichoor(2020)中提出的用于获得宇宙学结果的eBOSS ELG星表。
2020-07-17 astro-ph.CO
Cosmology at high redshift -- a probe of fundamental physics
一个专注于高红移($2<z<6$)宇宙的观测计划有机会大大改善即将到来的LSS和CMB调查对标准宇宙学模型及其扩展的测量。使用Fisher矩阵形式主义,建立在拉格朗日微扰理论的最新进展,我们预测未来的光谱和21厘米调查的标准宇宙模型,曲率,中微子质量,相对论物种,原始的功能,原始非高斯,动力学暗能量,引力滑移的约束。我们比较这些限制与当前或不久的将来的调查,如DESI和欧几里得,所有相同的预测形式主义下,实现的,并比较我们的形式主义与传统的线性方法。我们的Python代码FishLSS $-$用于计算完整形状功率谱的Fisher信息,CMB透镜,CMB透镜与星系的互相关,以及它们的组合$-$是公开可用的。
2022-02-02 astro-ph.CO
Cosmological constraints from multiple tracers in spectroscopic surveys
我们使用Fisher矩阵形式主义研究宇宙的膨胀和增长的历史,使用星系聚类与2D角互相关层析光谱或高分辨率光度红移调查。径向信息包含在窄红移面元之间的互相关中。我们展示了如何多个示踪剂与红移空间失真取消样本方差和任意改善的约束条件下的暗能量状态方程$ω(z)$和生长参数$γ$在无噪声的限制。多个示踪剂的改善随着示踪剂之间的偏差差异而快速增加,直到$\text{FoM}_{γω}$中的因子$\sim4$。我们模拟了一个震级有限的调查与现实的密度和偏见,使用条件光度函数,发现一个因素1.3-9.0改善$\text{FoM}_{γω}$ -取决于全球密度-与分裂的晕质量代理。部分重叠的红移箱改善了多重示踪剂调查中的约束,这是$\text{FoM}_{γω}$中的一个因子$\sim1.3$。这一发现也适用于光度测量,其中使用多个示踪剂的效果被放大。随着密度的增加,我们还显示了FoM的大幅改善,这可以用作权衡,以补偿径向分辨率的一些可能的损失。
2018-03-22 astro-ph.CO
Constraining the ionized gas evolution with CMB-spectroscopic survey cross-correlation
利用动力学Sunyaev-Zeldovich(kSZ)效应与不同红移下重构的动量场之间的层析互相关,预测了电离气体模型$f_{\rm gas}(z)$在不同演化时期的未来约束.我们考虑的实验是普朗克和CMB阶段4调查的CMB和SDSS-III的星系光谱调查。我们计算了层析互相关功率谱,并利用Fisher矩阵预测了不同$f_{\rm gas}(z)$模型的探测能力。我们发现,对于常数$f_{\rm gas}$模型,Planck可以将$f_{\rm gas}$($σ_{f_{\rm gas}}$)在每个红移仓的误差限制为$\sim 0.2$,而CMB-S4的四种情况可以达到$σ_{f_{\rm gas}} \sim 10^{-3}$ .对于$f_{\rm gas}(z)=f_{\rm gas,0}/(1+z)$模型,误差预算将略微扩大。我们还研究了模型$f_{\rm gas}(z)=f_{\rm gas,0}/(1+z)^α$。普朗克实验无法约束红移演化指数,但CMB-S4实验可以将红移演化指数$α$约束到$σ_α \sim 0.01$ -- $0.1$的水平。层析互相关方法将提供一个精确的测量电离气体演化在不同时期的宇宙。
2017-08-01 astro-ph.CO
High resolution tomography for galaxy spectroscopic surveys with angular redshift fluctuations
在下一代分光星系巡天的背景下,目前正在编制关于物质分布的新统计数据。其中,我们研究了角红移涨落(ARF),它探测星系投影红移分布中包含的信息。依靠费舍尔形式主义,我们展示了如何ARF将提供互补的宇宙学信息相比,传统的角星系聚类。我们测试了标准$\mathrm{ΛCDM}$模型和$\mathrm{wCDM}$扩展。我们发现,宇宙学和星系偏置参数表示不同的退化时,从ARF或角星系集群推断。因此,结合这两个观测打破这些简并大大减少边际化的不确定性的一个因素,至少有两个对大多数参数的$\mathrm{ΛCDM}$和$\mathrm{wCDM}$模型。我们发现,ARF结合角星系集群提供了一个很好的方式来探测暗能量的$w_0$ - $w_{\rm a}$参数集的品质因数增加了十倍以上的角星系集群相比。最后,我们比较了ARF和CMB透镜对星系偏置参数的限制。我们表明,联合分析ARF和角星系聚类改善了约束$\sim 40\%$的星系偏置角星系聚类和CMB透镜的联合分析相比。
2021-02-22 astro-ph.CO
Multi-wavelength spectroscopic probes: prospects for primordial non-Gaussianity and relativistic effects
下一代宇宙学巡天将观测到比以往更大的宇宙体积,使我们能够获得有关原始宇宙以及相对论效应的信息。我们考虑即将到来的21厘米强度映射调查(SKAO)和光学星系调查(DESI和Euclid),通过多示踪剂互相关,抑制超大尺度上的宇宙方差相结合的信息。为了充分考虑广角效应和红移仓互相关,以及透镜放大和其他相对论效应,我们使用角功率谱,$C_\ell(z_i,z_j)$。应用Fisher分析,我们预测了$f_{\rm NL}$的预期精度和透镜效应和其他相对论效应的可探测性。我们发现,两对21厘米和星系调查,一对在低红移和一个在高红移,完全组合可以提供$σ(f_{\rm NL})\sim 1.5$,检测多普勒效应的信噪比$\sim$ 8和测量透镜会聚贡献在$\sim$ 2\%的精度。在配套文件中,我们表明,最佳拟合值的$f_{\rm NL}$和标准的宇宙学参数显着偏置,如果忽略透镜的贡献。
2021-11-05 astro-ph.CO
3-dimensional spherical analyses of cosmological spectroscopic surveys
光谱红移巡天提供了在宇宙学中限制暗区的巨大前景。然而,未来的调查将既深又广,因此需要在三维球面几何分析。我们回顾和比较几种方法已在文献中提出了为此目的,特别是专注于实现的球面谐波层析成像(SHT)功率谱$C^{i j}_{l}$和球面傅立叶贝塞尔(SFB)功率谱$C_{l} (k, k')$。使用Fisher分析,我们比较了预测的约束宇宙学参数使用这些统计。这些约束通常依赖于近似,如Limber近似,并在每个统计量的数值实现中做出特定的选择。使用一系列的玩具模型,我们探索这些近似的适用性和研究的SHT和SFB统计的敏感性,其实施的细节。特别是,我们发现,重叠的红移箱可能会改善宇宙学的限制,使用SHT统计时,箱的数量是小的,和SFB的约束是相当强大的变化,假设的距离红移关系。我们还发现,SHT可以被定制为更敏感的模式在红移接近调查边界,而SFB似乎更适合捕捉信息以外的平滑形状的功率谱。在这种情况下,我们讨论了不同的技术和它们对未来宽视场光谱调查的设计和分析的影响的利弊。
2014-09-09 astro-ph.CO
The clustering of the SDSS-IV extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey quasar sample: Testing observational systematics on the Baryon Acoustic Oscillation measurement
重子声学振荡被认为是各种系统学的一个非常强有力的标准标尺。这一前提已经通过了观测系统学的检验,但还没有达到下一代星系调查所需的水平,如暗能量光谱仪(DESI)和欧几里得。在本文中,我们研究了观测系统学对BAO测量的最终样本的类星体从扩展重子振荡光谱调查数据发布16,以准备和磨练即将到来的调查类似的分析。我们采用目录与各种治疗的成像系统的影响,使用线性和基于神经网络的非线性方法,并考虑如何BAO测量的变化。我们还测试了BAO拟合模型的变化对观测系统学的响应。正如预期的那样,我们证实,从DR16类星体样本获得的BAO测量是强大的对成像系统以及统计误差内,同时报告略有修改的限制,移动视线BAO信号小于1.1%。我们使用具有与DR16样本相似的红移和角分布的真实模拟来进行统计测试,以验证管道,量化差异的显著性,并估计未来高精度数据集的BAO尺度上的预期偏差。虽然我们发现对eBOSS类星体数据的影响很小,但这里提出的工作对于在DESI和Euclid大数据宇宙学的新时代用BAO特征约束暗能量的性质至关重要。
2021-05-21 astro-ph.CO
Spectro-spatial evolution of the CMB III: transfer functions, power spectra and Fisher forecasts
在本文中,我们提供的第一个计算的失真传递函数的宇宙微波背景(CMB)在扰动宇宙中,后续的文件I和II在这个系列。我们说明了固有的物理效应的解决方案,讨论和演示各种限制情况下的扰动光子光谱。我们澄清失真传递函数和光子光谱本身之间的关系,提供的机器,然后可以计算约束CMB信号功率谱,包括单能量注入和衰变粒子的情况下的频谱失真。我们的研究结果表明,$μ\times T$和$y\times T$功率谱达到的水平,可以约束与当前和未来的CMB实验,而不违反现有的约束COBE/FIRAS。互相关信号的幅度直接取决于平均失真水平,因此建立了一个新的基本联系之间的状态的原始等离子体的红移$10^3 \lesssim z\lesssim 3\times 10^6$和频率依赖的CMB天空。这为利用CMB成像仪约束平均早期能量释放提供了一种新的方法。作为一个例子,我们推导出单一的能量释放和衰变粒子的情况下的约束。这表明LiteBIRD可能能够将COBE/FIRAS的能量释放限制提高$\simeq 2.5$的因子,而PICO可以将约束收紧一个数量级以上。这里考虑的信号可以进一步提供一个显着的挑战,达到宇宙方差限制约束的原始非高斯性的失真各向异性研究。我们的工作进一步突出了未来CMB测量和分析的协同光谱方法的巨大潜力。
2022-12-06 astro-ph.CO
3D spectroscopic surveys: Exploring galaxy evolution mechanisms
我回顾了高红移星系观测的主要调查,在可见光和红外积分场光谱技术。各种样品的比较必须小心进行,因为它们具有与其母体样品、其选择标准和用于研究它们的方法相关的不同特性。我提出了各种运动学类型的星系,这些样本中确定(旋转,合并等)。总结了从这些分类中推导出的在不同红移下的质量组装过程的讨论:在中等红移(z~0.6)下,合并可能是主要的质量组装过程,而沿着宇宙网细丝的冷气体吸积作用可能随着红移的增加而增加。本文还讨论了重子Tully-Fisher关系。这种关系似乎在大爆炸后3 Gyr就已经存在,然后一直发展到今天。这种演化被解释为一个给定质量的暗物质晕的恒星质量含量增加。在MASSIV和LSD/AMAZE样品中发现了正丰度梯度。在z~3处,这一发现可能与沿着宇宙细丝向中心的冷气体吸积有关,而在较低的红移(z~1.3)处,这可能主要是由于相互作用导致的气体从外部储层通过潮汐尾向中心吸积。
2011-03-29 astro-ph.CO
Cosmology on point: modelling spectroscopic tracer one-point statistics
本文将基于大偏差理论的1点物质密度PDF预测扩展至暗物质晕和星系等有偏示踪体,构建了示踪体偏倚与随机性模型,并在N体模拟中验证了其对宇宙学参数的优越约束能力。
2025-01-06 astro-ph.CO
The impact of relativistic effects on the 3D Quasar-Lyman-$α$ cross-correlation
我们研究了类星体和莱曼- $α$森林之间的三维互相关中相对论效应的影响。除了相对论效应,这是占主导地位的多普勒贡献,几个系统的影响也包括在我们的分析(介入金属,不明高柱密度系统,横向邻近效应和紫外线波动的影响)。计算了重子振荡光谱巡天(BOSS)、扩展重子振荡光谱巡天(eBOSS)和暗能量光谱仪器(DESI)巡天的信噪比,表明DESI将首次能够探测到大尺度结构(LSS)巡天中的多普勒贡献,其S/N $>7$为$r_{\rm min} > 10$ Mpc $/h$,其中r $_{\rm min}$表示源之间的最小共动间隔。我们证明了几个物理参数,介绍了交叉关联函数提供一个完整的建模,多普勒贡献的影响。通过使用Fisher矩阵的方法,我们建立了,如果多普勒的贡献被忽略的数据分析中,导出的参数将被转移了一个不可忽略的量为即将到来的调查。
2020-04-06 astro-ph.CO
Non-Gaussian Shape Discrimination with Spectroscopic Galaxy Surveys
[摘要]我们考虑如何星系聚类数据,从Mpc到Gpc尺度,从即将到来的大尺度结构调查,如欧几里德和DESI,可以提供有关双谱形状的判别信息所产生的各种通货膨胀的情况。通过详细探索的权重的形状属性在计算的晕偏置和晕质量函数,我们展示了他们如何探测范围广泛的配置,超出了那些在压缩极限,可以帮助区分形状与类似的大尺度偏置行为。我们评估的影响,约束不同的一组非高斯形状,在轻度非线性制度的星系聚类信息,调查跨越多个红移,并采用不同的星系示踪剂的暗物质分布。利用最近修订的H $α$光度函数,结合普朗克型宇宙微波背景温度和偏振数据,对H $α$选择的发射线星系(ELG)进行了类欧几里得光谱巡天的Fisher预测,并对亮红星系(LRG)和[O-II]双重选择的ELG进行了类欧几里得光谱巡天的Fisher预测。虽然ELG样本提供了更好的探针的形状是发散的压缩极限,LRG的约束,集中在$z<1$以下,产生更强的约束形状与规模无关的大规模晕偏差,如等边模板。ELG和LRG样本提供了互补的简并方向,用于区分不同的形状。如果高斯星系偏差被约束到优于百分比水平,例如可以从星系双谱或弱透镜确定,那么LSS和CMB数据可以提供互补的约束,这将使双谱具有不同的理论起源,但具有类似的大尺度,挤压极限特性。
2014-10-02 astro-ph.CO
Angular BAO Forecasts for the IBIS Medium-Band Survey
本研究通过Fisher预测探讨了IBIS中带调查在高红移下利用角BAO测量的可行性,并展示了高精度BAO测量的潜力。
2025-12-06 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
The Completed SDSS-IV Extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: N-body Mock Challenge for Galaxy Clustering Measurements
我们开发了一系列的N体数据的挑战,功能的扩展重子振荡光谱巡天(eBOSS)数据发布16(DR 16)星系样本的最终分析。这些挑战主要基于从外环模拟构建的高保真目录-一个大盒子大小的实现(3 Gpc/h),其特征是前所未有的体积和质量分辨率组合,低至1.85x10^9 M_sun/h。我们通过用各种复杂性不断增加、跨越不同红移间隔的晕占据分布(HOD)方案填充外环晕来生成合成星系模拟。然后,我们评估的三个互补的红移空间失真(RSD)模型的配置和傅立叶空间的性能,采用完整的DR 16 eBOSS样本的发光红星系(LRGs)的分析。我们发现所有的方法相互一致,具有可比的系统误差的Alcock-Paczynski参数和增长的结构,和强大的不同HOD处方-从而验证了用于重子声学振荡(BAO)和完整形状聚类分析的模型和管道的鲁棒性。特别地,所有技术都能够将a_par和a_perp恢复到0.9%以内,并且将fsig 8恢复到1.5%以内。作为我们工作的副产品,我们还能够获得关于星系晕连接的有趣见解。我们的研究与最终的eBOSS DR 16“共识宇宙学”相关,因为系统误差预算是通过对这些高分辨率模拟的分析结果进行测试而得出的。此外,它也是有用的未来大体积的调查,因为类似的模拟制作技术和系统的校正可以很容易地扩展到模型,例如暗能量光谱仪(DESI)星系样本。
2021-03-25 astro-ph.CO
Measuring Cosmic Growth Rate with CSST Spectroscopic Survey and Fast Radio Burst
本文研究利用CSST光谱巡天、CMB-S4实验与快速射电暴色散量联合测量宇宙增长速率,通过补充小尺度星系-电子功率谱信息显著提升$fσ_8$约束精度,并增强对暗能量和修正引力模型的限制。
2025-04-10 astro-ph.CO
Constraining the growth rate by combining multiple future surveys
大尺度结构的增长率为标准宇宙学模型提供了一个强有力的一致性检验,也是对可能偏离广义相对论的一个探索。我们使用Fisher分析来预测下一代光谱调查组合对增长率的限制。在重叠的调查卷,我们使用多示踪剂分析,以显着减少宇宙方差的影响。Fisher分析中包括不重叠的单个调查体积,以便利用整个体积。我们使用观察到的角功率谱,它自然包括所有的广角和透镜效应,并规避了需要一个Alcock-Paczynski校正。通过使用一种新的技术,以避免计算的次主导贡献的红移箱之间的交叉相关。边缘化的标准宇宙学参数,以及在每个红移箱的聚类偏差,我们发现$γ$的精度提高了最好的单示踪剂精度高达$\sim$ 50\%。
2020-09-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
The KMOS Redshift One Spectroscopic Survey (KROSS): rotational velocities and angular momentum of z~0.9 galaxies
本文介绍了KMOS(K波段多目标摄谱仪)红移一号光谱巡天(KROSS)对586个H-α星系的动力学测量结果。该样本代表了这个红移(z=0.6-1.0)的典型恒星形成星系,恒星形成率中位数为7 Msol/yr,恒星质量范围为log[M/Msol]~9-11。我们发现,对于我们的旋转主导源(v/sigma>1),旋转速度-恒星质量关系(塔利-费舍尔关系的逆)具有与z=0圆盘观察到的一致的斜率和归一化。相比之下,比角动量(j;角动量除以恒星质量)平均比z=0的圆盘低约0.2-0.3 dex。比角动量标度为M^[0.6+/-0.2],与对暗物质的预期一致(即,与M^[2/3]成比例)。我们发现z~0.9的恒星形成星系的比角动量随着Sersic指数的增加而减小。从视觉上看,对于给定的质量,具有最高比角动量的源具有最多的盘主导形态。这意味着角动量-质量-形态的关系,类似于在本地大质量星系中观察到的,已经在z~1的位置。
2017-01-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining Recent Oscillations in Quintessence Models with Euclid
欧几里德是未来的太空任务,将以前所未有的精度限制暗能量。它的光度组件是优化弱透镜研究,而光谱组件是专为重子声学振荡(BAO)分析。我们使用Fisher矩阵形式主义的两个精髓暗能量模型的动力学状态方程,导致宇宙的膨胀率的后期振荡作出预测。我们发现,弱透镜将比BAO更强的约束,能够通过测量$1σ$精度为5至$20\%$的相关参数来区分振荡模型。严格的约束表明,欧几里得数据可以识别宇宙膨胀率中甚至非常小的后期振荡。
2014-04-16 astro-ph.CO
MUltiplexed Survey Telescope (MUST) Science White Paper I: Overview of Large-Scale Structure Cosmology in the Era of Stage-V Spectroscopic Surveys
Tsinghua University(清华大学);Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院上海天文台);Pengcheng Laboratory(鹏城实验室);École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院);National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台)
MUST旨在通过第五阶段光谱巡天探索宇宙大尺度结构,利用多通道技术观测数十万目标,研究暗能量性质、引力理论测试及原初物理,为后续天文研究奠定基础。
2026-05-07 astro-ph.CO astro-ph.IM
Constraints on a scale-dependent bias from galaxy clustering
我们预测未来的限制尺度依赖的参数化的星系的偏见和它们的影响估计宇宙学参数的光谱红移调查测量的星系的功率谱。对于后者,我们假设一个广泛的调查在相对较大的红移,类似于计划的欧几里得调查,作为未来实验的基线。为了评估偏倚的影响,我们进行了Fisher矩阵分析,并采用了两种不同的尺度依赖偏倚参数化。星系偏差的基准模型校准使用模拟目录的H $α$发射星系模仿的对象,将有针对性的欧几里德调查的预期属性。在我们的分析中,我们得到了两个主要结果。首先,考虑到尺度依赖的偏差,除了密度波动的均方根幅度$σ_{8}$和增长指数$γ$之外,其他宇宙学参数的误差不会显著增加,其不确定性增加了一个因子,最多可达两个,这取决于所采用的偏差模型。第二,我们发现线性偏置参数$b_{0}$的精度在不同的红移范围内可以被估计到1- 2%,而与基准模型无关。非线性偏置参数具有取决于所采用的模型的显著大的误差。尽管如此,在更现实的情况下,偏离简单的线性偏差规定可以检测到一个$\sim2\,σ$的意义,在每个红移探索。最后,我们使用Fisher矩阵的形式主义,以评估的影响,假设一个不正确的偏差模型,发现在宇宙学参数上引起的系统误差是相似的,甚至大于统计的。
2016-12-09 astro-ph.CO
Effective Theory of Dark Energy at Redshift Survey Scales
我们探讨的现象学后果一般晚的时间修改的重力准静态近似,在冷暗物质的情况下,非最小耦合到引力部门。假设光谱和光度调查的配置参数类似的欧几里得任务,我们从三个观测量:在红移空间中的星系功率谱,层析弱透镜剪切功率谱和综合萨克斯-沃尔夫效应和星系分布之间的相关谱得到我们的有效描述的约束。特别是,$Λ$ CDM作为基准模型和我们的有效函数的时间依赖性的具体选择,我们进行了Fisher矩阵分析,发现未边缘化的$68\%$ CL错误的参数描述的重力修改的顺序为$σ\sim10^{-2}$ - $10^{-3}$。我们还考虑了其他两个基准模型。CDM的非最小耦合增强了修正重力的作用,从而减小了上述统计误差。在所有的情况下,我们发现,参数是高度退化的,这防止了逆的Fisher矩阵。其中一些简并可以通过结合所有三个观测探测器来打破。
2016-02-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cross-Comparison of Galaxies Detected in the CSST Spectroscopic Survey and the SKA HI Survey
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Shanghai Normal University(上海师范大学)
本文提出一个前瞻性建模框架,比较CSST光谱巡天和SKA HI巡天中发现的星系,研究冷气体与恒星质量的关系及BTFR,并分析HI信号的堆叠效应及光学-HI交叉相关功率谱。
2026-05-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the growth rate on linear scales by combining SKAO and DESI surveys
本研究结合SKAO与DESI光谱巡天,采用多示踪剂费希尔分析方法,在线性尺度下对宇宙结构增长率进行约束,显著提升了该参数的测量精度。
2023-10-27 astro-ph.CO gr-qc
Voids as a Precision Probe of Dark Energy
可以在空隙的形状中观察到暗能量状态方程的特征。我们估计宇宙学参数的约束,将确定从未来的光谱调查已经计划用于大尺度结构的研究的空隙的椭圆率分布。这些限制来自于椭圆率分布对宇宙学参数的敏感性,通过在一定长度尺度上平滑的密度场的波动方差。这个长度尺度可以被选择为当波动是高斯分布时在非常早的时间的空隙的共动半径的数量级。我们使用Fisher估计表明,从空椭圆的约束是有前途的。将这些约束与其他传统方法相结合,可以使暗能量工作组的暗能量参数的品质因数提高数百个数量级,以便将来进行实验。这些未来的制约因素的估计取决于一些系统性的问题,需要进一步研究使用模拟。我们概述了这些问题和研究的影响,某些观测和理论系统的预测约束暗能量参数。
2010-01-30 astro-ph.CO
The observational constraints on the flat $ϕ$CDM models
大多数暗能量模型都把$Λ$ CDM作为它们的极限,如果未来的观测将我们的宇宙限制在接近$Λ$ CDM,那么关于证据和微调的贝叶斯论点将不得不被用来区分模型。假设一个基线$Λ$ CDM模型,我们调查了一些精粹和幻影暗能量模型,我们研究它们将如何执行时,比较观测数据,如膨胀率,角距离,和增长率测量,从即将到来的暗能量光谱仪器(DESI)调查。我们使用与普朗克$Λ$ CDM宇宙和Fisher信息矩阵技术估计的协方差矩阵一致的中心值,同时使用蒙特卡罗马尔可夫链对这些暗能量模型的后验似然曲面进行采样。我们发现,对于这种设置的贝叶斯因子提供了大量的证据,有利于$Λ$ CDM模型在大多数的替代品。我们还研究了CPL参数化如何近似各种标量场暗能量模型,并确定了CPL参数空间中每个暗能量模型的位置。
2018-11-26 astro-ph.CO
3D galaxy clustering with future wide-field surveys: Advantages of a spherical Fourier-Bessel analysis
即将进行的光谱星系巡天非常有希望帮助解决宇宙学的主要挑战,特别是在理解暗宇宙的性质方面。这些调查的力量来自其前所未有的深度和广度。最佳地提取它们的三维信息对于最好地约束暗宇宙的属性至关重要。虽然有理论的动机和新的工具来探索这些调查使用的三维球面傅里叶-贝塞尔(SFB)的星系数计数$C_\ell(k,k^\prime)$的功率谱,大多数调查的优化和预测是基于层析球面谐波功率谱$C^{(ij)}_\ell$。我们进行了一个新的调查的信息,可以从断层扫描和3D SFB技术通过比较预测宇宙学参数的约束条件,从Fisher分析的背景下,计划第四阶段的宽视场星系调查。在两个分析中,通过对非线性尺度进行仔细和连贯的处理,可以进行比较。与尺度和红移相关的星系偏置相关的营养参数也首次包括在3D SFB和层析功率谱的计算中。层析成像和3D SFB方法可以恢复类似的限制,在系统的情况下。然而,从3D SFB分析的约束是不太敏感的红移和尺度依赖的星系偏差所产生的不可避免的系统。即使是针对断层扫描优化的勘测,3D SFB分析也更强大。此外,对于调查优化,3D SFB方法的品质因数随着红移的增加而增加得更快,特别是在更高的红移下,这表明3D SFB方法应该优先用于设计和分析未来的宽场光谱调查。
2015-03-28 astro-ph.CO
Next Generation Cosmology: Constraints from the Euclid Galaxy Cluster Survey
我们研究的星系团样本的特点,预计从欧洲航天局的欧几里得卫星和预测的宇宙学参数描述了各种宇宙学模型的约束。本文中使用的方法基于Fisher矩阵方法,与用于提供Euclid Red Book(Laureijs et al.2011)中提出的约束的方法相同。我们描述的分析方法来计算选择功能的光度和光谱集群调查。基于光度选择函数,我们预测了相应于标准LambdaCDM模型的不同扩展的一些宇宙学参数集的约束。暗能量的动力学演化将被限制为Δ w_0 = 0.03和Δ w_a = 0.2,具有自由曲率Omega_k,导致(w_0,w_a)品质因数(FoM)为291。包括普朗克CMB协方差矩阵将约束改进为Delta w_0 = 0.02、Delta w_a = 0.07和a FoM = 802。由f_NL参数化的原始非高斯性的幅度将被限制为Δ f_NL~6.6,对于局部形状场景,仅来自Euclid集群。如果只使用欧几里得星系团,则表示偏离GR的增长因子参数γ将被限制为Δ γ = 0.02,中微子密度参数被限制为Δ Ω_v = 0.0013(或Δ \sum m_v = 0.01)。我们强调,知识的可观测质量标度关系将是至关重要的约束宇宙学参数从集群目录。欧几里德任务在这方面将具有明显的优势,这要归功于它的成像和光谱能力,这将使内部质量校准从弱透镜和星系团的动态。这一信息将进一步得到广域多波长外部集群…
2015-05-08 astro-ph.CO
Multi-tracers, multi-surveys: a joint Fisher analysis of DESI+PFS
Center for Data-Driven Discovery, Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo(东京大学 数据驱动发现中心,Kavli IPMU (WPI),UTIAS);Institute For Interdisciplinary Research in Science and Education, ICISE(科学与教育跨学科研究所,ICISE)
本文提出多调查先验方法,通过多踪迹分析校准EFT参数,提升 DESI 信噪比,改进 fσ8 和 M_ν 的统计精度。
2026-10-23 astro-ph.CO
Cosmological Parameter Estimation with Large Scale Structure Observations
我们估计未来的星系调查宇宙学参数的敏感性,使用红移依赖的角功率谱的星系数计数,$C_\ell(z_1,z_2)$,计算与所有相对论修正在一阶微扰理论。我们特别注意的红移依赖的非线性尺度和目前的费舍尔矩阵预测欧几里德和DES的星系调查。我们比较了标准的$P(k)$分析与新的$C_\ell(z_1,z_2)$方法。我们发现,与光度红移的调查,新的分析执行显着优于$P(k)$分析。然而,对于光谱红移来说,需要大量的红移仓来充分利用红移信息,这受到散粒噪声的严重限制。我们还确定了调查,可以衡量的透镜的贡献,我们研究的duplex,$C_0(z_1,z_2)$。
2016-04-01 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic shear without shape noise
我们描述了一种新的方法,用于减少弱透镜测量中的形状噪声的数量级。我们的方法依赖于盘星系旋转的光谱测量,并利用塔利-费舍尔关系,以控制星系盘的内在取向。对于这种新提出的方法,即所谓的运动透镜(KL),形状噪声不再是统计误差的重要来源。我们使用CosmoLike软件包来模拟两个运动透镜调查概念的可能性分析(规模大致类似于暗能量调查工作队第三阶段和第四阶段任务),并将其约束力与大型综合巡天望远镜(LSST)的宇宙剪切调查进行比较。我们在七维宇宙学参数空间中的预测包括形状噪声、宇宙方差、晕样本方差和密度场高阶矩引起的统计不确定性。我们边际化的光度红移误差和剪切校准偏差所产生的系统不确定性,同时考虑乐观和保守的假设LSST系统误差。我们发现,即使是KL-阶段III是高度竞争力的乐观LSST的情况下,同时避免了传统的弱透镜技术固有的理论和观测系统误差的最重要的来源。此外,KL技术使窄面元宇宙剪切断层摄影方法能够严格约束暗能量现象中的时间依赖特征。
2019-03-08 astro-ph.CO
The SDSS-IV eBOSS: emission line galaxy catalogues at z=0.8 and study of systematic errors in the angular clustering
我们提供了两个宽视场星表,它们是z=0.8的光度选择发射线星系(ELG),覆盖南银帽上方约2800度^2。这些星表是使用在一篇配套论文中描述的Fisher判别技术获得的。这两个星表的区别在于用于定义费舍尔判别式的成像:第一个星表包括来自斯隆数字巡天和宽视场红外巡天探测器的成像,第二个星表还包括来自南银河帽U波段巡天(SCUSS)的信息。它们分别包含560,045和615,601个天体,代表了当今最大的ELG目录,是为扩展重子振荡光谱巡天(eBOSS)的ELG计划设计的。我们研究潜在的系统性变化的角分布的选定ELG由于观测参数的波动的来源。我们使用多元回归模型的观测参数的影响,并实施加权方案,允许有效地去除所有的观测参数引起的系统误差。我们表明,在光度带的成像零点的波动有轻微的影响,在我们的目录中的对象的角分布。我们计算这两个目录的角聚类,并表明我们的加权过程有效地消除了大规模的虚假聚类。我们拟合了一个小尺度角聚类的模型,表明选择具有相似的偏差,分别为1.35/D_a(z)和1.28/D_a(z)。这两个目录都是公开的。
2016-11-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cross-correlating 21 cm and galaxy surveys: implications for cosmology and astrophysics
我们预测天体物理学和宇宙学参数之间的协同作用21厘米强度映射和宽视场光学星系调查(光谱和光度)超过$z \sim 0-3$。在这项工作中,我们专注于以下调查组合:(i)在北半球的CHIME和CHIME调查,(ii)LSST和SKA I MID调查,以及(ii)在南半球的MeerKAT和DES调查。我们的$Λ$ CDM宇宙学模型具有参数$\{h, Ω_m, n_s, Ω_b, σ_8\}$,参数$v_{c,0}$和$β$代表的截止和斜率的HI晕质量关系在以前开发的HI晕模型框架,和一个参数$Q$,代表的光学星系偏置的尺度依赖性。使用Fisher预测框架,我们探索(i)HI和星系天体物理不确定性对宇宙学参数约束的影响,假设先验从目前的天体物理知识,(ii)在考虑的三种配置中,天体物理约束的改进,(ii)收紧相对于相应的HI自相关调查的参数约束。
2020-05-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Peeking into the next decade in Large-Scale Structure Cosmology with its Effective Field Theory
本文将 EFT 全形状分析与“微扰性先验”应用于 DESI 和 MegaMapper,预测其在中微子质量、曲率及原初非高斯性等参数上的显著提升。
2025-09-30 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Flatness without CMB - the Entanglement of Spatial Curvature and Dark Energy Equation of State
宇宙空间曲率参数$Ω_k$主要受宇宙微波背景(CMB)数据的限制,非常小。对宇宙距离阶梯和大尺度结构的观测可以提供对宇宙平坦性的独立检验。然而,$Ω_k$的这种宇宙晚期约束对暗能量的性质的假设是敏感的。对于暗能量的最小耦合标量场模型,状态方程$w$对宇宙空间曲率$Ω_k$具有非平凡的依赖性(Miao和Huang,2018)。在以往关于未来观测项目的研究中没有考虑到这种依赖性。本文采用Miao和Huang提出的$w$参数化方法,对$w$对$Ω_k$的依赖关系进行编码,并对三个基准项目的模拟数据进行Fisher预测:一个类似于WFIRST的Ia型超新星巡天,一个类似于EUCLID的光谱红移巡天,以及一个类似于LSST的光度红移巡天.我们发现,$Ω_k$和$w$之间的相关性主要是由数据,而不是由理论先验。因此,我们验证了将$Ω_k$和$w$作为独立量处理的标准方法。
2018-12-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
DESI Peculiar Velocity Survey -- Fundamental Plane
本研究利用DESI光谱数据与测光数据拟合早型星系基本平面关系,测量星系特殊速度以约束结构生长率,并通过对Coma星系团校准测得哈勃常数,为宇宙学参数提供低红移约束。
2025-04-30 astro-ph.CO astro-ph.GA