Multi-messenger standard-siren cosmology for third-generation gravitational-wave detectors: forecasts considering observations of gamma-ray bursts and kilonovae
Liaoning Key Laboratory of Cosmology and Astrophysics, College of Sciences, Northeastern University（东北大学理学院辽宁宇宙学与天体物理重点实验室）；MOE Key Laboratory of Data Analytics and Optimization for Smart Industry, Northeastern University（东北大学工信部智能工业数据优化与分析重点实验室）；National Frontiers Science Center for Industrial Intelligence and Systems Optimization, Northeastern University（东北大学国家工业智能与系统优化前沿科学中心）
利用引力波多信使观测，通过千新星和伽马射线暴的电磁对应物，可显著提高宇宙学参数约束，尤其是哈勃常数和暗能量方程状态参数。
2026-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Illuminating the dark universe in the multi-messenger era
Université Paris-Saclay, CNRS, CEA（巴黎萨克雷大学，法国国家科学研究中心，法国原子能和替代能源委员会）；University of Cambridge（剑桥大学）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Università degli Studi di Salerno（萨莱诺大学）；Institute for Basic Science (IBS)（韩国基础科学研究院）；Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（伊朗基本科学研究院）
多信使时代通过多学科观测揭示暗物质和修正引力模型，探索新物理。
2026-03-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Multi-messenger approaches to binary supermassive black holes in the "continuous-wave" regime
脉冲星计时阵列对轨道间距<< 1pc的超大质量黑洞（SMBH）双星的引力波十分敏感。目前，这类系统的观测资料很少，尽管它们是研究星系演化、合并动力学和活跃核形成的核心人物。我们回顾了通过电磁辐射过程探测SMBH双星的前景，这些过程被认为与星系合并和后期双星演化有关。然后，我们讨论了这些系统的联合脉冲星定时和电磁研究的科学目标，包括促进二进制参数估计，确定星系主机的引力波发射器，并合并动力学和宇宙学的相关研究。使用即将到来的高精度定时阵列与国际脉冲星定时阵列和平方公里阵列，结合正在进行的电磁观测活动，以确定活跃的SMBH双星，在不久的将来为多信使天体物理学提供了大量的可能性。
2013-08-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Revisiting holographic dark energy from the perspective of multi-messenger gravitational wave astronomy: future joint observations with short gamma-ray bursts
本文研究了全息暗能量模型，通过第三代引力波探测器与短伽马射线暴联合观测获取标准警笛数据，发现该数据能打破电磁观测参数简并，显著提升宇宙学参数约束精度，有望解决哈勃危机。
2025-03-06 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Multi-messenger Detection Rates and distributions of Binary Neutron Star Mergers and Their Cosmological Implications
由中子双星（BNS）并合产生的引力波（GW）事件，如果能从电磁观测中确定其红移，则可作为探测宇宙膨胀历史的标准警报器。对于高红移（$z\gtrsim 0.1$）事件，短$γ$射线暴（sGRB）和余辉一直被认为是主要的电磁对应物。本文通过研究sGRB和余辉的各种模型，讨论了在第二代（2G）、2.5G和3G时代，BNS合并的多信使观测的比率和分布。例如，对于Cosmic Explorer GW探测器，使用类似GECAM的探测器（用于$γ$射线发射）和LSST/WFST探测器（用于光学余辉），速率约为每年（300-3500）。此外，我们还发现这些事件具有红移$z\lesssim 2$和倾角$ι\lesssim 20^{\circ}$。这些结果证明了在以前的作品中的粗略估计。考虑这些事件作为标准警报来约束暗能量$w_{0}$和$w_{a}$的状态方程参数，我们得到了$Δw_{0}\simeq 0.02-0.05$和$Δw_{a}\simeq 0.1-0.4$的潜在约束.
2021-05-28 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Multi-messenger hunts for heavy WIMPs
重中微子在文献中有着悠久的历史，特别是与它们作为中微子质量、重子不对称性和可能的暗物质问题的解决方案有关。有趣的是，最近马达拉假说的发展，一个标准模型的扩展，旨在解释持续的LHC轻子异常，可能也需要一个重中微子。这一前景是令人兴奋的暗物质模型组成的TeV规模的亲轻子费米子粒子也被调用来解释电子-正电子过剩观察到的DAMPE实验。这些新费米子之间诱人的相似性可能允许间接暗物质探测方法探索经验上引人注目的标准模型扩展，如马达拉假设。然而，亲轻子性质和大质量意味着预期的湮灭或衰变的伽马射线特征比传统上认为的重夸克和τ轻子通道中的伽马射线特征要弱。在这项工作中，我们探讨是否可以利用KM 3 NeT中微子探测器的亲轻子性质的添加粒子提供一种替代手段，探索宇宙学和对撞机物理学之间的这种有趣的联系。我们证明了矮星系，特别是像三角座II这样的高密度超暗矮星系，为KM 3 NeT搜索提供了非常强大的前景。
2019-12-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Binary Neutron Star Mergers: Multi-Messenger Systematics and Prospects with Next-Generation Facilities
University of Manitoba（曼尼托巴大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）；Queens University Belfast（贝尔法斯特女王大学）
研究通过综合模型分析BNS合并的多信使观测前景，揭示下一代设施对BNS合并探测的潜力及系统学影响。
2025-11-30 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Towards understanding thermal history of the Universe through direct and indirect detection of dark matter
我们研究的问题是，在多大程度上通过直接和间接探测实验对暗物质进行前瞻性探测，可以揭示早期宇宙中通过冻结过程热产生的暗物质的比例。通过模拟在不久的将来可以看到的假定信号，并用它们来重建WIMP暗物质的性质，我们表明，在模型无关的方法中，这只能在参数空间的一小部分中实现。然而，随着额外的理论输入，关于热冻结作为产生暗物质的主要机制的假设可能得到验证。我们用两个例子来说明这一点：一个有效场论的暗物质与矢量信使和希格西诺或维诺暗物质内的MSSM。
2017-10-16 astro-ph.CO hep-ph
Prospects for multi-messenger discovery of the gravitational-wave background anisotropies via cross-correlation with galaxies
University of Zurich（苏黎世大学）
本文通过模拟和理论建模，研究了利用星系目录与引力波信号交叉相关发现随机引力波背景各向异性的潜力，探讨了观测时间和分辨率对发现的影响。
2026-05-11 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Multi-messenger Probes of Inflationary Fluctuations and Primordial Black Holes
本研究表明下一代宇宙微波背景谱畸变与脉冲星计时阵列实验，可在宽质量范围内探测或约束原初黑洞，且结论稳健，其探测或未探测结果均对宇宙学与天体物理研究有重要意义。
2021-03-01 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
A White Paper on The Multi-Messenger Science Landscape in India
本文阐述了印度多信使天文学的科学景观，探讨了利用引力波、电磁波、宇宙射线和中微子等观测手段研究从微观中子星到宏观宇宙学尺度的物理问题，并强调了印度天文台在推动相关发现中的关键作用。
2025-05-30 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Advancements in Streamlining Time-Domain and Multi-Messenger Astronomy Follow-Up Infrastructure at Keck Observatory
本文介绍了凯克天文台为应对时域与多信使天文学警报而建设的关键后续观测基础设施，涵盖ToO触发、观测规划、数据采集与产品可获取性等方面。
2024-05-02 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.HE
Multi-Messenger Cosmology: A Route to Accurate Inference of Dark Energy Beyond CPL Parametrization from XG Detectors
本研究利用引力波多信使观测，通过扩展CPL参数化并对比非参数方法，重建暗能量状态方程，在五年观测下实现超越其他探针的高精度测量。
2025-02-25 astro-ph.CO gr-qc
An updated nuclear-physics and multi-messenger astrophysics framework for binary neutron star mergers
本文介绍了NMMA框架的扩展，首次同时分析引力波、千新星和伽马暴余辉，并估计1.4太阳质量中子星半径为11.98公里。
2024-01-08 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Be careful in multi-messenger inference of the Hubble constant: A path forward for robust inference
本研究分析了双中子星多信使观测中倾角推断的系统误差对哈勃常数测量的影响，并提出通过联合推断倾角失配与 $H_0$ 来有效缓解偏差。
2024-10-31 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Characterizing the formation history of Milky Way-like stellar haloes with model emulators
我们使用半解析模型ChemTreeN，再加上宇宙学的N体模拟，探索不同的星系形成的历史可以影响银河系类星系的恒星晕和他们的卫星人口的观测特性。高斯过程用于生成模型仿真器，其允许在p维输入参数空间的任何位置处统计地估计期望的模型输出集合。这使得人们能够比其他方式更快地探索整个输入参数空间的数量级。使用模拟观测数据集生成的ChemTreeN本身，我们表明，它是可以成功地恢复用于生成模拟观测值的输入参数向量，如果合并历史的主机晕是已知的。然而，我们的研究结果表明，对于一个给定的观测数据集的“最佳拟合”参数的确定是非常容易受到特定的合并历史的主机。非常不同的晕合并历史可以重现相同的观测数据集，如果“最佳拟合”参数允许从历史到历史的变化。因此，使用这些技术来描述银河系形成历史的尝试必须进行统计，分析高分辨率N体模拟的大样本。
2012-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Testing $Λ$CDM with ANN-Reconstructed Expansion History from Cosmic Chronometers
Faculty of Symbiotic Systems Science, Fukushima University（共生系统科学学院，福岛大学）
本文提出基于ANN的非参数方法重构晚期宇宙膨胀，利用最新宇宙钟数据重建Hubble参数，验证了该方法在ΛCDM模型预测内的可靠性。
2026-10-02 astro-ph.CO
Multi-messenger constraints on dark matter annihilation into electron-positron pairs
我们研究了银河系中暗物质湮灭背景下电子和正电子的产生。通过结合不同波长的观测数据（来自Haslam、WMAP和Fermi全天空强度图）以及PAMELA、Fermi和HESS最近对太阳附近电子和正电子光谱的测量，可以获得相关截面的上限。我们认为同步辐射在无线电和微波波段，以及逆康普顿散射和末态辐射在伽马射线能量。根据我们的结果，暗物质湮灭截面成电子-正电子对不应该高于热遗迹的典型值，如果暗物质候选者的质量小于几个GeV。此外，我们还导出了银河系暗物质晕密度分布的内对数斜率α的严格上限（如果m_dm < 5 GeV，α < 1;如果m_dm < 100 GeV，α < 1.3;如果m_dm < 2 TeV，α < 1.5），假设横截面= 3 x 10^（-26）cm ^3 s（-1）。一个对数斜率比α约1.5陡是很难兼容的热遗迹轻于约1 TeV，无论占主导地位的湮灭通道。
2014-05-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
Observational constraints on a modified-gravity model with an exponential function of the curvature using the expansion history, the RSD, and the Pantheon+SH0ES data
本文利用膨胀历史、RSD和Pantheon+SH0ES数据，对包含曲率指数函数的f(R)修正引力模型进行约束，发现该模型在排除b=0的同时能调和H0张力，是描述宇宙演化的可行替代方案。
2025-04-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Observational Probes of Dark Energy
观察到的宇宙膨胀加速的原因尚不清楚，为了方便起见，将其称为“暗能量”。暗能量可能是一种未知的能量成分，或者是爱因斯坦的广义相对论的修正。这就决定了在揭示暗能量的本质时最佳的测量方法：宇宙膨胀历史，以及宇宙大尺度结构的生长历史。我将研究Ia型超新星和星系团作为暗能量探测器，并讨论最近的结果和未来的前景。
2012-01-12 astro-ph.CO
The unified history of the viscous accelerating universe and phase transitions
我们提出了早期加速（宇宙暴胀）和现在所谓的“暗能量“时代的统一描述。膨胀可以用宇宙流体的范德华状态方程和粘性项来描述。粘性导致慢卷膨胀的参数，如光谱指数，张量标量比与观测数据一致。我们的下一步是修改这个状态方程（EoS）来描述目前的加速膨胀。我们可以把这个项加入到EoS中，这样它对暴胀的贡献就很小，但对后期加速却至关重要。该模型的关键点是可能的相变，导致粘度下降。我们表明，建议的模型描述了观测数据的标准“蜡烛”和正确的依赖关系的哈勃参数从红移。此外，我们提出了解决暗物质问题的可能方案。
2021-12-30 astro-ph.CO gr-qc
Multi-Messenger Astronomy with Extremely Large Telescopes
时域天体物理学领域已经进入了多信使天文学（MMA）时代。未来十年（及以后）的一个关键科学目标将是使用下一代超大望远镜（ELT）来表征引力波（GW）和中微子源。这些研究将对天体物理学产生广泛的影响，为我们了解最重化学元素的生产和富集历史提供信息，约束致密物质状态方程，为宇宙学提供独立的约束，增加我们对冲击和喷流中粒子加速的理解，并研究宇宙中黑洞的生命。未来的GW探测器将在未来十年内大大提高其灵敏度，能够独立发现来自中子星合并的千新星的近红外望远镜也将如此。然而，高频（LIGO/Virgo波段）GW源的电磁对应物将是遥远和微弱的，因此需要ELT能力进行表征。ELT将是先进和完整的多信使网络的重要和必要的贡献者。
2019-03-11 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Cosmic Reionization On Computers II. Reionization History and Its Back Reaction on Early Galaxies
我们比较了几组宇宙学模拟宇宙再电离的结果，宇宙再电离计算机（CROC）项目下产生的，与现有的观测数据的高红移Ly-alpha森林和丰富的Ly-alpha发射体。我们发现很好的一致性与观测测量和以前的模拟工作。由于每一组数值参数都有几个独立的实现，我们能够探索宇宙方差对可观测量的影响。我们被迫得出的一个意想不到的结论是，宇宙方差在z>6时异常大，我们的模拟和观测测量（很有可能）仍然没有完全收敛，即使是平均冈恩-彼得森光学深度或体积加权中性分数等基本量。我们还发现，再电离对早期星系或全球宇宙恒星形成历史的影响很小，因为其气体含量受光电离影响的星系首先不包含分子（即恒星形成）气体。特别是，由JWST的星系光度函数的暗端的测量是不太可能提供一个有用的约束再电离。
2014-08-04 astro-ph.CO
Observational constraints on key-parameters of cosmic reionisation history
我们讨论了宇宙再电离的约束条件及其对宇宙SFR密度$ρ_\mathrm{SFR}$模型的影响，我们研究了关键参数的影响，如星系际介质（IGM）$C_{H_{II}}$和电离光子逃逸恒星形成星系的分数电离的IGM $f_\mathrm{esc}$的电离氢的聚集因子。我们的分析使用来自光度函数的SFR历史数据，假设恒星形成星系足以导致高红移的再电离过程。我们增加了另外两组约束：IGM电离分数的测量和普朗克卫星关于宇宙微波背景（CMB）$τ_\mathrm{Planck}$的积分汤姆逊光学深度的最新结果。我们还考虑了这两个参数随红移演化的各种可能性，并与上面引用的观测数据进行了比较。我们的结论是，如果选择一个恒定的聚集因子的模型，经常在论文中使用的$3$的基准值是一致的观察，即使考虑红移依赖的模型，得到的光学深度是强烈相关的$C_{H_{II}}$平均值在$z>7$，一个额外的参数，有利于使用一个恒定的聚集因子。此外，逃逸分数与太多的天体物理参数有关，使我们不能使用一个完整的和完全满意的模型。一个不变的红移值似乎再次是最可能的表达：考虑到它作为一个拟合参数，我们从最大似然（ML）模型$f_\mathrm{esc}=0.24\pm0.08$ ;与红移依赖的模型，我们发现一个几乎恒定的演变，略有增加与$z$，周围$f_\mathrm{esc}=0.23$。最后，我们的分析表明，再电离早在$z…
2018-04-20 astro-ph.CO
A History of Dark Matter
虽然暗物质是现代宇宙学的核心元素，但它如何被接受为主流范式的一部分的历史往往被忽视，或者被浓缩成围绕少数先驱科学家工作的简短轶事。这篇评论的目的是为读者提供一个更广阔的历史视角，观察发现和理论论据，导致科学界采用暗物质作为标准宇宙学模型的一个重要组成部分。
2016-05-24 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Effect of halo bias and Lyman Limit Systems on the history of cosmic reionization
我们扩展了Furlanetto等人（2004）现有的再电离分析模型，以包括再电离源的偏置和莱曼极限系统的额外吸收。通过构造，我们的模型与观测到的z<8时星系光度函数的演化和观测到的z<6时Ly-α森林的演化是一致的。我们还发现，对于我们认为合理的相对逃逸分数的大范围的值，这是一致的，从较低的红移的相对逃逸分数的观测约束，我们的再电离模型是一致的WMAP约束的汤普森光学深度和SPT和EDGES约束的持续时间的再电离。因此，我们得出结论，有可能开发出与所有现有观测约束一致的物理上现实的再电离模型。
2012-12-06 astro-ph.CO
Revisiting the Cosmic Star Formation History: Caution on the Uncertainties in Dust Correction and Star Formation Rate Conversion
宇宙星形成率密度（CSFRD）已观测到红移z~10.然而，大多数星系形成的理论模型都低估了z>1时的CSFRD。由于理论模型再现了观测到的光度函数（LF）、光度密度（LD）和恒星质量密度在每个红移，这种不一致并不意味着理论模型应该包含一些缺失的星系形成的未知物理过程。在这里，我们研究这种不一致的紫外线波长的原因，通过使用一个半解析模型的星系形成所产生的星系模拟目录。我们发现，这种不一致性是由于两个观测的不确定性：尘埃遮蔽校正和转换从紫外光度恒星形成率（SFR）。与直接从我们的模拟星表中获得的结果相比，观测研究中使用的遮蔽校正和SFR转换方法分别导致CSFRD的高估~ 0.1-0.3 dex和~ 0.1-0.2 dex。我们提出了新的经验校准灰尘衰减和转换从观察到的紫外线LF和LD到CSFRD。
2013-01-09 astro-ph.CO
Cosmological Solutions in Bimetric Gravity and their Observational Tests
我们得到了经典相容的双度量引力理论的一般宇宙学演化方程。他们的分析解决方案被证明，一般允许宇宙演化开始从物质为主的FLRW宇宙，而放松对德西特（反德西特）阶段在宇宙后期的时间。特别是，我们研究了一个子类的模型，其中包含的解决方案，能够重现宇宙和谐模型的膨胀历史，尽管两个度量的非线性耦合。这一点通过拟合Ia型超新星、宇宙微波背景辐射和重子声学振荡的观测数据得到了明确的证明。
2011-12-16 astro-ph.CO gr-qc
Non minimally coupled condensate cosmologies: matching observational data with phase space
我们比较了理论预测与观测的一类宇宙学模型中，暗能量的组成部分被建模为一个费米子凝聚，非最小耦合的引力场和一些特定的自相互作用潜力的特点。我们的分析是基于马尔可夫链蒙特卡罗方法（MCMC），并采用不同的数据集。事实证明，通过适当的参数选择，我们的模型与几个观测数据完全兼容。我们结合这些参数值与相空间分析，推导出所考虑的模型的整个宇宙历史的功能。
2019-07-09 astro-ph.CO gr-qc
Binary neutron stars in the next-generation era: Multi-messenger detection prospects and constraints on the equation of state, mass distribution, and cosmology
University of Potsdam（波茨坦大学）；Utrecht University（乌得勒支大学）；Nikhef（尼黑核物理研究所）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；University of Ferrara（费拉拉大学）；INFN, Sezione di Ferrara（意大利国家核物理学院费拉拉分部）；INAF, Osservatorio Astronomico d’Abruzzo（意大利国家天体物理研究所阿布鲁佐天文台）
该研究利用下一代引力波探测器（ET、CE）估算双中子星多信使探测数量，通过贝叶斯推断展示其对中子星物态方程、质量分布及哈勃常数等宇宙学参数的约束能力，发现千新星光变曲线可助力宇宙学参数推断。
2026-07-31 astro-ph.CO astro-ph.HE nucl-th
Dissecting galaxy formation models with Sensitivity Analysis -- A new approach to constrain the Milky Way formation history
[摘要]我们提出了一个应用程序的统计工具称为灵敏度分析，以表征输入参数和观测预测的半解析模型的星系形成耦合到宇宙学$N$体模拟之间的关系。我们展示了如何在我们的化学动力学模型ChemTreeN上进行灵敏度分析，以表征和量化模型输入参数与预测的可观测特性之间的关系。该分析的结果为用户提供了关于哪些参数最重要并且最有可能影响给定可观测量的预测的信息。它还可以用来通过识别对目标输出没有影响的输入参数来简化模型。相反，它使我们能够确定哪些模型参数可以最有效地约束给定的观测数据集。我们已经将这种技术应用于与银河系相关的实际观测数据集，例如卫星星系的光度函数。模型输出和真实可观测量的统计比较用于获得“最佳拟合”参数集。我们考虑不同的银河系一样的暗物质晕占的最佳拟合参数选择过程的依赖性的合并历史的模型。对于所有考虑的形成历史，运行ChemTreeN与最佳拟合参数产生的光度函数，紧密配合他们观察到的对应。然而，只有一个恒星晕模型能够重现银河系中心40 kpc范围内观测到的恒星晕质量。在这个分析的基础上，可以忽略某些模型，以及它们相应的合并历史，作为银河系合并历史的良好代表。
2014-04-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Observational constraints on a unified dark matter and dark energy model based on generalized Chaplygin gas
本文研究了一种广义的Chaubergin气体作为暗物质和暗能量的统一模型。利用现实的理论模型和现有的观测数据，从宇宙的年龄，膨胀历史的基础上Ia型超新星，物质功率谱，宇宙微波背景辐射各向异性功率谱，和扰动增长因子，我们把统一模型进行观测检验。由于该模型只有两个自由参数在平坦的弗里德曼背景[ $Λ$ CDM（冷暗物质）模型只有一个自由参数]，我们表明，该模型已经被严格约束目前可用的观测。唯一的参数空间非常接近的$Λ$ CDM模型是允许在这个统一的模型。
2009-10-22 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Search for interacting galaxy clusters from SDSS DR-17 employing optimized friend-of-friend algorithm and multi-messenger tracers
本文提出优化的朋友之友算法，从SDSS DR-17中系统搜寻并分类相互作用星系团，发现其多沿宇宙丝状结构分布，并利用多波段特征追踪相互作用印记，为后续灵敏望远镜观测提供星表。
2024-01-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
LISA and $γ$-ray telescopes as multi-messenger probes of a first-order cosmological phase transition
Université de Genève（日内瓦大学）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）；CERN（欧洲核子研究组织）
研究第一类相变在1 GeV至10^3 TeV温度范围内可能产生的宇宙学后果，包括LISA探测到的随机引力波背景和γ射线望远镜探测到的宇宙际磁场。
2026-03-20 astro-ph.CO
Effects of cosmological parameters and star formation models on the cosmic star formation history in LambdaCDM cosmological simulations
利用基于冷暗物质（CDM）模型的宇宙学光滑粒子流体动力学（SPH）模拟，研究了宇宙学参数和恒星形成（SF）模型的变化对宇宙SF历史的影响.我们在1-sigma误差范围内改变宇宙学参数，从WMAP最佳拟合参数，并发现宇宙学参数的这种变化主要影响宇宙SF历史的振幅。在高红移（以下简称高z），恒星形成率（SFR）是敏感的宇宙学参数，控制小尺度功率的原始功率谱，而宇宙物质的内容变得重要，在较低的红移。我们还测试了两个新的SF模型：1）基于Schaye & Dalla Vecchia（2008）工作的“压力”模型，以及2）基于Blitz & Rosolowsky（2006）工作的考虑分子氢形成效应的“闪电”模型。与以往的传统SF模型相比，压力模型降低了低密度区域的SFR，并显示出更好的协议与肯尼卡特-施密特定律的观测。这个模型也抑制了早期恒星的形成，并将宇宙SF历史的峰值向较低的红移移动，这与最近对宇宙SFR密度的观测估计更加一致。新SF模型的模拟还预测了高z星系中较低的全球恒星质量密度，较大的低质量星系群和较高的气体分数。我们的研究结果表明，有空间留在模型的不确定性，以调和宇宙SF的历史和恒星质量密度的理论和观测之间的差异。尽管如此，我们的模拟仍然预测了比大多数观测估计更高的恒星质量密度。
2010-05-14 astro-ph.CO
Strong Observational Support for the R_h=ct Timeline in the Early Universe
基于JWST对高红移星系、类星体和多环芳烃的观测，证明ΛCDM时间线在z≳6处过度压缩，而R_h=ct模型更符合早期宇宙结构形成历史。
2024-07-21 astro-ph.CO
The structure and assembly history of cluster-size haloes in Self-Interacting Dark Matter
我们执行暗物质的28个放松的大规模团簇大小的晕冷暗物质（CDM）和自相互作用暗物质（SIDM）模型的模拟，研究在大半径的模型之间的结构差异，重子物理的影响预计是非常有限的。我们发现，分布的径向轮廓的密度，椭球轴比，和速度各向异性（$β$）的晕之间的模型（在$\sim1σ$水平），即使在$\gtrsim10\%$的维里半径，如果自散射截面是$σ/m_χ=1$厘米$^2$ gr $^{-1}$的差异很大。直接与观测推断的密度剖面比较，不赞成$σ/m_χ=1$ cm $^2$ gr $^{-1}$的SIDM，但在中间径向范围（维里半径的$\sim3\%$），重子物理的影响是不确定的。在这个水平的横截面，我们发现一个较窄的$β$分布在SIDM，明显偏向各向同性轨道，没有SIDM（90\%的CDM）晕有$β>0.12$在$7\%$维里半径。我们估计，通过$\sim30$（$\sim10^{15}$ M $_\odot$）松弛集群的观测样本，一旦观测不确定性提高几倍，$β$就有可能用于对SIDM施加竞争约束。我们研究了SIDM团簇中晕组装历史记忆的抑制。对于$σ/m_χ=1$ cm $^2$ gr $^{-1}$，我们发现，这只发生在中央晕区（$\sim1/4$的规模半径的晕），并只为晕，组装其质量在此区域内早于形成红移$z_f\sim2$。除此之外，组装的记忆仍然存在，并以类似于CDM的方式…
2017-10-19 astro-ph.CO
Galaxy Formation Spanning Cosmic History
在过去的几十年里，星系形成理论取得了重大的成就。为了彻底检验现有的理论，我们需要对尚未探索的制度进行预测。为此，我们描述了一个新的实施Galform半解析模型的星系形成。我们的动机是Bower等人描述的模型在解释星系形成的许多方面的成功。尽管取得了这一成功，鲍尔等人的模型未能匹配一些观测约束，其物理实现的某些方面并不像我们希望的那样现实。本文中描述的模型包括了大量更新的物理学，考虑了过去十年来我们理解的发展，并删除了这个（和大多数其他）半分析模型所做的某些限制性假设。这使得它能够在高红移和低质量的情况下可靠地被利用。此外，我们已经进行了详尽的搜索模型参数空间，以找到一个特定的一组模型参数，产生的结果在很大范围内的观测数据（光度函数，星系的大小和动态，集群，颜色，金属含量）在广泛的红移。这个模型为在尚未探测的区域进行星系形成的计算提供了坚实的基础。
2010-02-26 astro-ph.CO
Exploring the Universe Expansion History with f(R,T) Gravity: Constraints on Cosmological Parameters
Sultan Moulay Slimane University, Polydisciplinary Faculty（苏丹穆莱·斯莱曼大学，多学科学院）
本文通过 f(R,T) 引力模型研究宇宙膨胀历史，利用观测数据约束宇宙学参数，展示模型与 ΛCDM 一致且能解释宇宙加速现象。
2026-02-21 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The Cosmic History of Black Hole Growth from Deep Multiwavelength Surveys
在过去的几年里，人们在理解超大质量黑洞如何形成和成长方面取得了重大进展。在本文中，我们首先回顾了活动星系核（AGN）的光谱特征，从射电到硬X射线波长。然后，我们描述了最常用的方法来找到这些来源，包括光学/紫外线，无线电，红外线和X射线发射和光学发射线。然后，我们描述的主要观测特性的模糊和未模糊AGN人口。最后，我们总结了黑洞吸积的宇宙历史，即，在宇宙历史上，超大质量黑洞获得了大部分质量。最后，我们总结了开放性问题，并描述了计划和未来的天文台，这将有助于回答这些问题。
2011-12-01 astro-ph.CO
Tracing the formation history of galaxy clusters into the epoch of reionization
z~2-7处的大尺度超密度星系被称为原星系团，被认为是团簇形成的场所，而大口径综合巡天望远镜（LSST）和宽视场红外巡天望远镜（WFIRST）等深空巡天项目将提供大量这些有趣的结构。然而，对这些目标的光谱确认和解释仍然具有挑战性，需要在光学和近红外线的>20米级望远镜上进行宽视场多路光谱分析。在未来的十年里，对原星系团的详细研究将使我们能够第一次系统地将早期宇宙中的这些星系团祖先与它们在较低红移处的维里化对应物联系起来。这将使我们能够在观测上解决最明亮的星系团和其他星系团星系群的形成，星系团内光的积累，星系团内介质的化学富集历史，以及在稠密环境中形成和触发超大质量黑洞，所有这些都是目前几乎完全通过星系团中的化石记录或通过数值模拟来接近的。此外，在最高的红移（z~5-10），这些恒星形成星系的大扩展超密度被认为在宇宙的再电离中发挥了重要作用，这需要通过即将进行的实验来验证。理论和最近的模拟也表明这些超密度和超大质量黑洞的形成之间存在重要联系，但仍然缺乏观测证据。在本白皮书中，我们回顾了我们目前对星系团历史这一重要阶段的理解，下一代大口径地面望远镜GMT和TMT将对其进行探索。
2019-03-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the reionization and thermal history of the Universe using a semi-numerical photon-conserving code SCRIPT
鉴于宇宙氢的再电离历史尚未受到严格限制，因此值得使用物理动机模型和可用的观测数据来检查这样做的前景。为此，我们使用了显式光子守恒再电离半数值模型的扩展版本$\texttt{SCRIPT}$，其中还包括星系际介质（IGM）的热演化。该模型结合了非均匀复合和辐射反馈自洽的影响，其特征在于由五个自由参数（两个红移依赖的电离效率，两个电离逃逸分数，和另一个再电离温度增量）。我们通过同时与各种观测探测器匹配来约束这些自由参数，例如，电离氢分数，CMB散射光学厚度和星系紫外光度函数的估计。此外，我们包括低密度IGM温度测量从莱曼$α$吸收光谱在$z \sim 5.5$，探针不常用于贝叶斯分析的再电离参数。我们发现，各种数据集的相互作用，特别是包括温度数据，导致收紧的参数约束。我们的默认模型更喜欢再电离的后期（在$z \lesssim 6$），与其他最近的研究一致。我们还可以推导出对再电离持续时间$Δz=1.81^{+0.51}_{-0.67}$和再电离中点$z_{\mathrm{mid}}=7.0^{+0.30}_{-0.40}$的约束。可以通过包括其他可用的和即将到来的数据集来进一步收紧限制。
2022-07-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Active Galactic Nuclei - the Physics of Individual Sources and the Cosmic History of Formation and Evolution
本文对活动星系核的天体物理作了简要的评述。在对活动星系核的研究动机作了一般性的介绍之后，我们讨论了我们目前对中心引擎内部工作的理解，最有可能的是吸积质量在100万到100亿太阳质量之间的黑洞。我们强调最近的结果有关的射流（准直流出）的活动星系核来自X射线观测（钱德拉）的千帕尺度的射流和伽马射线观测的活动星系核（费米，切伦科夫望远镜）与射流密切对准的视线（耀变体），并讨论这些意见的解释。随后，我们总结了我们对活动星系核形成和演化的宇宙历史的认识。最后，我们描述了即将到来的观测机会。
2013-01-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
