Prospects for constraining interacting dark energy models from gravitational wave and gamma ray burst joint observation
本研究基于Einstein Telescope和THESEUS卫星10年观测的约400个引力波标准汽笛模拟样本,结合电磁数据约束四类相互作用暗能量模型,发现引力波数据可有效打破参数简并,且$H_0$的准确测定对暗物质-暗能量相互作用研究至关重要。
2023-05-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining Cosmic Inflation with Observations: Prospects for 2030
检验和约束宇宙暴胀理论的能力将在未来十年取得实质性进展。主要的数据来源包括宇宙微波背景(CMB)测量和光学、近红外和21厘米强度巡天对低红移物质分布的观测。与原始随机引力波背景(SGWB)一致的CMB B模的正检测被广泛认为是暴胀阶段的确凿证据。尽管如此,零结果并不排除通货膨胀。然而,在一个显着的类的暴胀的情况下,低SGWB振幅与更显着的运行,$α_s$,在原始密度扰动比被视为与最简单的暴胀潜力。在此基础上,我们预测了光谱指数$n_{\rm{s}}$和$α_{\rm{s}}$受当前设想的观测(包括CMB(Simons Observatory,CMB-S4和LiteBIRD),光学/近红外(DESI和SPHEREx)和21 cm强度测绘(Tianlai和CHIME))约束的精度。我们确定了约束运行的数据集的最佳组合,并表明它们可能会产生额外的和翔实的约束,对整体通货膨胀的参数空间,如果SGWB仍然未被检测到。
2023-01-10 astro-ph.CO
Constraints on the topology of the Universe derived from the 7-year WMAP CMB data and prospects of constraining the topology using CMB polarisation maps
我们施加约束的宇宙拓扑结构确定从搜索匹配的圆圈在宇宙微波背景(CMB)的温度各向异性模式的7年WMAP数据。我们特别注意该方法对天空图的残留前景污染的敏感性。在更高分辨率的WMAP W波段图中搜索匹配的背靠背圆对,可以对拓扑结构施加更严格的约束。我们的研究结果排除了具有拓扑结构的宇宙,这些拓扑结构预测了半径大于约10度的成对圆。这使得一个平坦宇宙的基本域的大小下限约为27.9 Gpc。我们还研究了约束宇宙的拓扑结构的可能性,通过匹配的圆统计适用于极化CMB各向异性地图。与迄今为止简单分析温度数据相比,在拓扑研究中使用CMB偏振图的优势得到了清楚的证明。它被发现,普朗克和下一代CMB实验数据的噪声水平不再是令人望而却步,应该足够低,使这些研究的偏振图的使用。
2013-03-16 astro-ph.CO gr-qc
Constraining the evolution of CII intensity through the end stages of reionization
我们结合星系观测(Hemmati et al. 2017)中对局部CII 158 $μ$ m线光度函数的可用约束,以及恒星形成率密度的演变和Pullen et al.(2018,假设检测)中最近的CII强度映射测量,推导出$z \sim 0-6$上CII光度-晕质量关系的演变。我们开发了方便的拟合形式的CII光度晕质量关系的演变,并预测约束的CII强度映射功率谱及其相关的不确定性跨越红移。我们预测的灵敏度,以检测即将到来的PIXIE,STARFIRE,EXCLAIM,CONCERTO,TIME和CCAT-p-like调查的功率谱,以及未来可能的强度映射观测与ALMA设施。
2019-07-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the Expansion History and Early Dark Energy with Line Intensity Mapping
考虑线强度映射(IM)实验测量3 < z < 6范围内的重子声学振荡(BAO)的可能性。这将把膨胀历史限制在目前尚未探索的红移范围内。我们计算的地图深度,未来的IM实验针对CO(1-0)旋转过渡线和[CII]离子化碳精细结构线将需要实现,以测量BAO。我们发现,不久的将来IM实验可以限制BAO规模为5%或更好的CO/[CII]模型振幅。这种测量的精确度可能会对早期暗能量的模型产生竞争性限制。
2018-08-30 astro-ph.CO
Prospects for clustering and lensing measurements with forthcoming intensity mapping and optical surveys
我们探讨了利用强度测绘巡天(MeerKAT,SKA)和光学星系巡天(DES,LSST)探测HI聚类和自相关和互相关的21厘米发射的弱引力透镜的潜力。我们的预测表明,在不久的将来,可以使用强度映射技术的集群和透镜信号的高精度测量。这样的研究可以用来测试强度映射方法,并约束参数,如HI密度$Ω_{\rm HI}$,HI偏差$b_{\rm HI}$和星系-HI相关系数$r_{\rm HI-g}$。
2016-04-15 astro-ph.CO
Constraining burdened PBHs with gravitational waves
本文研究记忆负担对轻质量原初黑洞霍金蒸发引力波谱的影响,利用Planck及未来CMB实验的ΔN_eff测量,对旋转和非旋转原初黑洞的反作用参数给出严格约束。
2024-10-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Prospects of probing quintessence with HI 21-cm intensity mapping survey
我们调查的前景约束标量场暗能量模型使用HI 21厘米强度映射调查。我们考虑了一个广泛的类耦合标量场暗能量模型的背景宇宙学演化的预测是不同的$Λ$ CDM预测的百分之几。我们发现,这些模型可以从统计上区分$Λ$ CDM通过其印记的21厘米角功率谱。在基准$z= 1.5$上,对应于在频率$568 \rm MHz$上的再电离后HI 21 cm观测的无线电干涉观测,这些模型实际上可以与$Λ$ CDM模型在$ {\rm SNR }> 3 σ$水平上区分开,所述$Λ$ CDM模型使用分布在SKA 1-mid类射电望远镜的40个点上的10,000 hr无线电观测。我们还表明,跟踪器模型更有可能被排除在比较$Λ$ CDM比解冻模型。未来的无线电观测有助于对暗能量模型的参数空间进行更严格的约束,并补充从背景研究中获得的边界。
2016-06-24 astro-ph.CO gr-qc
Prospects for cosmological research with the FAST array: 21-cm intensity mapping survey observation strategies
本文探讨FAST技术升级(宽频接收器及扩展为FASTA阵列)在宇宙学测量中的潜力,FASTA可提供与现有数据组合相当的暗能量参数约束。
2024-11-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Prospects of constraining $f(T)$ gravity with the third-generation gravitational-wave detectors
本研究利用第三代引力波探测器模拟的致密双星并合事件,结合现有天文观测数据,对$f(T)$引力模型及宇宙学参数进行约束,显著提升了参数测量精度。
2024-01-30 astro-ph.CO gr-qc
Constraining the CO intensity mapping power spectrum at intermediate redshifts
我们编译一氧化碳(CO)1-0光度函数和丰度在红移0-3可用的限制。这是用来开发一个数据驱动的晕模型的CO星系丰度和集群跨越中间红移的演变。研究发现,最近CO功率谱巡天($z \sim 3$ ; Keating et al. 2016)的限制,当与现有的本地星系观测($z \sim 0$ ; Keres et al. 2003)相结合时,导致预测与中等红移的较小巡天($z \sim 1-2$)的结果一致。我们提供了方便的拟合形式的CO光度晕质量关系的演变,并估计在未来的强度映射实验的背景下,在CO功率谱的平均值和不确定性。
2017-12-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining chameleon models with cosmology
变色龙场可能会在星系团尺度上改变引力,同时在局部恢复广义相对论。本文回顾了非线性宇宙学结构中变色龙修改的签名,比较了不同的技术来模拟它们,总结了观测约束的当前状态,并总结了未来观测的前景约束以及在此过程中开发的分析工具在更一般的标量张量理论中的应用。特别关注的是胡Sawicki和设计师模型的f(R)重力。
2015-01-04 astro-ph.CO gr-qc
Constraining General Modifications of Gravity during Reionisation
强度映射使我们能够测试宇宙学和基础物理学在再电离时代,与线波动的功率谱探测大范围的尺度和红移。本文给出了一般修正重力方案中21厘米谱线涨落的宇宙学体积,其中附加参数是物质扰动的初始条件参数$α$和尺度相关的修正重力参数$Y$,它测量了泊松方程偏离广义相对论的程度。对于即将到来的调查,如SKA,我们预测,使用从我们的模拟中得出的功率谱,强度映射的能力,以约束在再电离过程中的重力修改,以及调查与天体物理参数的相关性。
2018-05-28 astro-ph.CO gr-qc
Prospects for constraining the shape of non-Gaussianity with the scale-dependent bias
我们考虑是否非高斯尺度依赖晕偏置不仅可以用来约束非高斯的局部形式,但也区分不同的形状。特别是,我们问它是否可以约束的行为的原始三点函数在压缩极限的动量之一是远远小于其他两个。这可能是有趣的,因为观察到一个三点函数的压缩极限,不像本地或等边模板将是一个信号的非平凡的动力学在通货膨胀期间。为此,我们使用Chen和Wang的准单场暴胀模型作为代表性的双参数模型,其中一个参数控制非高斯性的幅度,另一个参数控制形状。我们还通过将尺度依赖性偏差参数化为大尺度上的幂律来进行模型独立分析,其中功率将受到观测的约束。我们发现,拟议的大尺度结构调查(与暗能量工作队第四阶段调查的特点类似)有可能区分不同的双谱形状的压缩极限行为的范围广泛的基准模型参数。因此,晕轮偏差可以帮助区分不同的暴胀模型。
2012-08-27 astro-ph.CO
Prospects for cosmic magnification measurements using HI intensity mapping
研究了利用中性氢强度图与背景光学星系的互相关测量宇宙放大效应的前景。我们预测的信噪比的HI IM数据从SKA 1-MID和HIRAX,结合LSST星系光度样本。我们发现,由于其不同的分辨率,SKA 1-MID和HIRAX在这种分析中具有高度的互补性。我们预测SKA 1-MID可以在$\ell \lesssim 200$的多极范围上实现具有$\sim 15$的信噪比的检测,而HIRAX可以在$200 < \ell < 2000$上达到$\sim 50$的信噪比。我们的结论是,宇宙放大率信号的测量将是可能的广泛的红移范围与前景HI强度地图$z \lesssim 2$,而最佳的结果时,$0.6 \lesssim z \lesssim 1.3$。最后,我们进行了信号噪声分析,显示这些测量可以约束HI参数在很宽的红移范围。
2020-06-03 astro-ph.CO
Prospects of FRBs and Large Scale 21 cm Power Spectra in Constraining the Epoch of Reionization
本研究探讨了高红移FRB色散量与大尺度21cm功率谱的联合应用,通过SCRIPT模型分析表明,两者结合能显著提升对再电离纪元参数和宇宙热历史的约束精度。
2024-08-11 astro-ph.CO
Constraining dark photon model with dark matter from CMB spectral distortions
标准模型(SM)的许多扩展都包括一个暗扇区,它可以通过一个亮介质与SM扇区相互作用。我们探索的可能性,探测这样一个黑暗的部门,通过研究的扭曲的CMB光谱的黑体形状,由于弹性散射之间的暗物质和重子通过隐藏的光介质。我们特别关注的模型,其中暗扇区规范玻色子动力学混合与SM和目前的未来实验前景的PIXIE样实验,以及它的比较,现有的边界从互补的地面实验。
2017-04-24 astro-ph.CO hep-ph
Constraining High-Energy Cosmic Neutrino Sources: Implications and Prospects
考虑了在目前的IceCube数据中没有探测到能产生$\gtrsim50$ TeV μ子多重态的稳定高能中微子源对河外中微子源的局部($z=0$)密度($n_0$)的限制,并考虑了这些源的红移演化、光度函数和中微子谱。我们表明,下限适度依赖于源光谱和强烈的红移演化。我们发现$n_0\gtrsim{10}^{-8}-{10}^{-7}~{\rm Mpc}^{-3}$标准蜡烛源迅速发展,$n_s\propto{(1+z)}^3$,和$n_0\gtrsim{10}^{-6}-{10}^{-5}~{\rm Mpc}^{-3}$ nonevolving源。它们的中微子光度上限分别是$L_{ν_μ}^{\rm eff}\lesssim10^{42}-10^{43}~{\rm erg}~{\rm s}^{-1}$和$L_{ν_μ}^{\rm eff}\lesssim10^{41}-10^{42}~{\rm erg}~{\rm s}^{-1}$。将这些结果应用到广泛的潜在源类别中,我们表明与活动星系核相关的强大耀变体喷流不太可能是主导源。对于几乎所有其他稳定的候选源类别(包括星爆、射电星系、星系团和星系群),探测器灵敏度在$\sim0.1-1$ PeV上增加一个数量级,就可以探测到(作为点源)少数最亮的天体。这种增加可以由下一代探测器如IceCube-Gen 2和升级的KM 3 NET提供,可以将对…
2016-10-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Prospects of constraining reionization model parameters using Minkowski tensors and Betti numbers
我们探讨了约束模型参数的时代的再电离(EoR)从21厘米的亮度温度图的可能性,使用组合的形态描述符构造的特征值的轮廓Minkowski张量(CMT),贝蒂数(计数连接区域$n_{con}$和孔$n_{hole}$)和该领域的漂移集的结构。我们使用一个三参数模型的EoR模拟使用21 \textrm{cmFAST},即电离效率的源$ζ$,最低维里温度$T_{vir}$所需的崩溃成晕和电离辐射的最大半径描述的$R_{mfp}$。我们进行了贝叶斯分析,以恢复模型参数的模拟21厘米的图像从SKA阶段I在红移的$z=7.4$对应的平均中性氢分数的$\mathrm{\bar x}_{HI} \simeq 0.5$。我们发现,在没有噪声的情况下,在该领域与$x_{HI} \lesssim 0.5$的结构的平均尺寸是小于区域与$x_{HI} \gtrsim 0.5$和结构是同样各向同性时,$\mathrm{\bar x}_{HI}=0.5$。我们还发现,为了在$1~\mathrm{MHz}$的单个频率通道处将输入模型恢复到模拟噪声图像的$1-σ$精度内,对于观察时间$t_{obs}<2000~\mathrm{hrs}$,噪声$δT_b$图需要以尺度$R_s>9.5~\mathrm{Mpc}$进行平滑。最后,我们表明,系统的行为的统计电离的进展,使我们能够获得严格的约束$\mathrm{\bar x}…
2021-04-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining primordial non-Gaussianity by combining next-generation galaxy and 21 cm intensity mapping surveys
本文提出结合DESI类光学星系巡天与SKAO类21 cm强度映射巡天的多示踪剂方法,以抑制宇宙方差并约束局部型原初非高斯性,在计入前景污染后可达 $σ(f_{\mathrm{NL}})\sim4$。
2023-04-19 astro-ph.CO
Constraining beyond $Λ$CDM models with 21cm intensity mapping forecast observations combined with latest CMB data
我们探索暗能量和修改重力预测21厘米强度映射测量使用有效场论方法的约束。我们建立了一个真实的模拟数据集,预测低红移21厘米信号功率谱$P_{21}(z,k)$测量从MeerKAT射电望远镜。我们通过蒙特卡罗马尔可夫链技术计算宇宙学和模型参数的约束,测试$P_{21}(k)$单独的约束能力以及与最新的普朗克2018 CMB数据相结合时的效果。我们补充我们的分析,从一个理想的模拟数据集的观察,在多个红移箱的断层扫描测试的影响。我们进行我们的分析数值与代码EFTCAMB/EFTCosmoMC,我们通过实施一个可能性模块完全集成与原始代码扩展。我们发现,添加$P_{21}(k)$到CMB数据提供了显着更严格的限制$Ω_ch^2$和$H_0$,与普朗克结果的错误减少在超过$60\%$的水平。对于描述超出$Λ$ CDM理论的参数,我们观察到在$\lesssim 10\%$水平上相对于普朗克约束的误差减少。当我们使用理想的断层模拟观测来约束参数时,改进增加到$\sim 35\%$。我们的结论是,21厘米信号的功率谱是敏感的变化的参数描述检查超越$Λ$ CDM模型,因此,$P_{21}(k)$观测可能有助于限制暗能量。这种理论的约束力显着提高了层析成像。
2021-09-07 astro-ph.CO
Prospects for measuring dark energy with 21 cm intensity mapping experiments
利用21 cm强度映射(IM)技术可以有效地进行大规模的中性氢调查,这种方法在测量暗能量参数方面具有很大的潜力。一些旨在测量$0<z<3$红移范围内的暗能量的21 cm IM实验已经被提出和执行,其中典型的使用单碟模式的实验包括,例如,BINGO、FAST和SKA 1-MID,以及使用干涉测量模式的那些包括例如,HIRAX、CHIME和天籁。在这项工作中,我们对这些典型的21厘米IM实验的测量暗能量参数的能力进行了预测。我们发现干涉仪在约束宇宙学参数方面有很大的优势。特别是,单独的天籁圆柱阵列可以达到$Λ$ CDM模型的精确宇宙学标准(即,参数精度优于1%。然而,对于约束动力学暗能量,我们发现SKA 1-MID表现得很好。结果表明,模拟的21 cm IM数据可以打破CMB数据中固有的参数简并,CMB+ SKA 1-MID在$w$ CDM模型中提供了$σ(w)=0.013$,在CPL模型中提供了$σ(w_0)=0.080$和$σ(w_a)=0.25$.与CMB+BAO+SN相比,天籁能在$Λ$ CDM和$w$ CDM中提供更严格的约束,而在CPL中提供更宽松的约束(比CMB+BAO更严格),组合CMB+BAO+SN+天籁给出$σ(w)=0.013$、$σ(w_0)=0.055$和$σ(w_a)=0.13$。另外,FAST($0<z<0.35$)+SKA 1-MID($0.35<z<0…
2021-12-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining Sterile Neutrino Warm Dark Matter with Chandra Observations of the Andromeda Galaxy
我们利用仙女座星系12 '-28'(2.8-6.4 kpc)环形区域的Chandra未分辨X射线发射光谱来约束无菌中微子暖暗物质的辐射衰变。通过切除最重子占主导地位的,中央2.8千秒差距的星系,我们减少了我们的估计的暗物质质量的视野内的不确定性,并提高了信噪比的预期不育中微子衰变签名相对于热气体和未解决的恒星排放。在Dodelson-Widrow模型中,我们的发现对无菌中微子的质量提出了迄今为止最严格的限制,即m_s < 2.2 keV(95%C. L.)。我们的研究结果也限制了在非常小的活跃-无菌中微子混合角的替代无菌中微子生产方案。
2012-01-10 astro-ph.CO hep-ph
Challenges and prospects for better measurements of the CMB intensity spectrum
宇宙微波背景辐射(CMB)的光谱畸变提供了探测我们的宇宙回到Z $\simeq 10^7$的演化过程的可能性。不幸的是,迄今为止为发现扭曲现象所做的所有努力都失败了。所有这些都是基于不同频率下CMB温度的绝对测量值之间的比较。我们提出了一种不同的方法:测量的频率导数的CMB温度在大的频率间隔,而不是观察的绝对温度在几个,以及分离,频率在过去经常做的,和,直接测量的前景,阻碍observations,在同一地点和同一辐射计准备搜索的CMB失真。因此,我们讨论了未来几年从地面、在非常特殊的地点或作为独立任务或其他CMB项目的一部分在太空进行新观测的前景
2017-01-23 astro-ph.CO astro-ph.IM
Constraining the dark energy equation of state with double source plane strong lenses
通过测量两个源平面的强引力透镜系统的爱因斯坦半径比,研究了约束暗能量状态方程的可能性。这个量独立于哈勃参数,直接测量作为红移函数的角直径距离的增长。我们调查的前景,一个单一的双源平面系统和预测人口的系统发现,通过重新观察人口的单源透镜已经知道从光度选择的目录,如CASSOWARY或从光谱选择的目录,如SLACS。我们发现,与目前的数据集(15%的不确定性,在68%CL的暗状态方程)的约束是可能的,与少数双源平面系统。我们还发现,该方法的Ω_M和w之间的简并几乎是正交的CMB和BAO测量,使这种方法高度互补的电流探针。
2012-05-30 astro-ph.CO gr-qc
Prospects for measuring dark energy with 21 cm intensity mapping experiments: A joint survey strategy
提出FAST、SKA1-MID与HIRAX覆盖0<z<2.5的21 cm强度映射联合巡天策略,预测其可紧密约束ΛCDM及动力学暗能量参数,精度优于或持平CMB+BAO+SN。
2023-03-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Prospects for cosmological research using hundred-meter-class radio telescopes: 21-cm intensity mapping survey strategies with QTT, JRT, and HRT
利用QTT、JRT和HRT进行21厘米强度测绘,通过BAO/RSD测量提升暗能量约束精度。
2025-11-23 astro-ph.CO hep-ph
Flashlights: Prospects for constraining the Initial Mass Function around cosmic noon with caustic-crossing events
本文利用哈勃闪光灯计划探测到的焦散交叉事件统计,结合透镜模型和恒星合成模型,初步约束宇宙正午时期的恒星初始质量函数斜率,发现其可能介于 Salpeter 型与顶部偏重型之间。
2025-07-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Forecasts of cosmological constraints from HI intensity mapping with FAST, BINGO & SKA-I
本文在假设观测时间为1年的基础上,对射电望远镜中性氢强度测绘技术的宇宙学约束进行了预测。我们在这里考虑的当前和未来的射电望远镜是FAST(500米口径球面望远镜),BINGO(中性气体观测中的重子声振荡)和SKA-I(平方公里阵列第一阶段)单碟实验。我们还预测了三个射电望远镜与普朗克的联合约束。我们发现,BINGO、FAST和SKA-I的$(w_{0}, w_{a})$相对于基准值的$1 σ$误差分别为$(0.9293, 3.5792), (0.4083, 1.5878), (0.3158, 0.4622)$。这相当于相对于BINGO,FAST和SKA-I在约束$(w_{0}, w_{a})$方面对$(56.04\%, 55.64\%)$和$(66.02\%, 87.09\%)$的改进。模拟结果进一步表明,SKA-I将比FAST和BINGO更严格的约束,当每个实验与普朗克测量相结合时。对于所考虑的$9$宇宙学参数,我们发现,有一个权衡之间的SKA-I和FAST在约束宇宙学参数,与每个实验更优越的约束一组特定的参数。
2019-08-08 astro-ph.CO
Constraint on the cosmological f(R) model from the multipole power spectrum of the SDSS luminous red galaxy sample and prospects for a future redshift survey
可行的f(R)模型的约束条件进行了调查,面对的多极功率谱的发光的红色星系样本的斯隆数字巡天数据发布7的理论预测。我们得到了宇宙学大尺度结构尺度上f(R)模型的康普顿波长参数的一个约束。本文还探讨了用未来的红移测量来约束康普顿波长参数的前景。证明了红移空间扭曲对于在宇宙学尺度上检验引力理论的有用性。
2010-04-19 astro-ph.CO
Constraining the neutrino mass using a multi-tracer combination of two galaxy surveys and CMB lensing
测量中微子总质量是下一代宇宙学数据集最令人兴奋的机会之一。我们研究的可能性,检测中微子总质量使用大规模集群在21厘米强度映射和光度星系调查,与CMB信息。我们包括规模依赖的晕偏置的贡献,由于大量中微子的存在,并使用多示踪剂分析,以减少宇宙方差。SKAO-MID 21 cm强度图与Stage 4 CMB的多示踪剂组合,仅使用线性聚类信息($k_{\rm max} = 0.1\, h/$ Mpc),而不需要光学深度的先验信息,就可以将中微子总质量的不确定性大大缩小到$σ(M_ν) \simeq 45\,$ meV。当我们向多示踪剂添加从LSST预期的聚类信息时,预测是$σ(M_ν) \simeq 12\,$ meV。
2021-11-26 astro-ph.CO
HI intensity mapping with MeerKAT: forecast for delay power spectrum measurement using interferometer mode
本研究预测MeerKAT干涉仪模式下HI强度映射的延迟功率谱测量能力,分析观测时间、天区选择对功率谱误差的影响,发现其约束暗能量状态方程的能力有限。
2023-07-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cross-correlations between mm-wave line-intensity mapping and weak lensing surveys: preliminary consideration of long-term prospects
毫米波线强度测绘(LIM)领域的实验活动正在增加,探路者调查已经部署或在未来几年部署,对未解析的原子和分子线发射进行光谱测量,追踪宇宙的大尺度结构。未来十年,鲁宾天文台的时空遗产巡天(LSST)还将进行一项规模空前的光度星系巡天计划,包括利用背景星系的弱引力透镜(WL)测量宇宙剪切,以绘制投影的大尺度结构。我们认为,在非层析宇宙剪切和毫米波LIM调查,测量发射CO线在$z=0.5$ - $1$检测角交叉功率谱的前景。我们预测,一旦LSST第10年WL数据集可用,未来的LIM实验,可以想象在未来10-15年部署,将使这样的互相关检测与整体信噪比$50$,虽然目前的探路者一代CO/[C II]调查更有可能实现边缘$2σ$检测对早期LSST WL数据集。该信号具有适度的天体物理约束力,在$z\lesssim1$对宇宙分子气体密度产生竞争性约束,天体物理参数和内在对齐幅度之间的简并意味着任何一个上的外部信息都可以允许互相关分析显着改善其对另一个的约束。
2022-04-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the Star Formation Rate using Joint CIB Continuum and [CII] Intensity Mapping
本研究提出将传统视为噪声的宇宙红外背景连续谱与[CII]谱线强度映射信号联合,构建功率谱模型提升恒星形成率约束精度,验证了该方法在未来巡天参数下的显著效果及打破参数简并的作用。
2022-11-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Prospects for constraining quasar ages with fiber spectrographs: quasar-induced Ly$α$ emission from the intergalactic medium
本文构建理论模型研究类星体诱发的星系际介质 Lyα 发射,发现光学厚气体云的荧光贡献主导,并评估了 PFS 巡天中类星体-Lyα 发射交叉相关的可探测性,指出该贡献仅能解释 BOSS/eBOSS 测量值的约 10%。
2024-06-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining primordial non-Gaussianity by combining photometric galaxy and 21cm intensity mapping surveys
本文通过多示踪物Fisher预测,结合DES/LSST类测光星系巡天与MeerKAT、SKAO、HIRAX及PUMA类21cm强度映射巡天,评估局域型 $f_{\ m{NL}}$ 约束增益及观测参数影响。
2025-06-10 astro-ph.CO
Constraining the halo-ISM connection through multi-transition carbon monoxide line-intensity mapping
本研究结合Radex代码与高斯过程模拟器构建CO发射暗物质晕模型,验证多波段COMAP巡天及Triple Deluxe扩展版可反演晕质量与CO丰度关联、约束星际分子气体性质,凸显多频率LIM仪器的重要性。
2023-11-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Prospects for constraining interacting dark energy cosmology with gravitational-wave bright sirens detected by future SKA-era pulsar timing arrays
本文利用未来SKA时代脉冲星计时阵列模拟的引力波亮汽笛数据结合Planck CMB数据,研究相互作用暗能量模型的宇宙学参数约束,证明PTA数据可显著提升哈勃常数、物质密度和耦合参数的测量精度。
2025-04-08 astro-ph.CO
COMAP Early Science: VII. Prospects for CO Intensity Mapping at Reionization
我们介绍COMAP-EoR,下一代的一氧化碳映射阵列项目,旨在扩展CO强度映射到再电离时代。COMAP-EoR通过两个额外的30 GHz仪器和一个新的16 GHz接收器补充了现有的30 GHz COMAP Pathfinder。这种频率的组合将能够在再电离红移($z\sim5-8$)处同时映射CO(1- 0)和CO(2- 1),此外还显著提高了Pathfinder的$z\sim3$灵敏度。我们研究了一组现有的模型的EoR CO信号,并发现功率谱跨越几个数量级,突出了我们对这一时期的宇宙历史和COMAP-EoR测量值的极端无知。我们进行了迄今为止最详细的强度映射互相关预测,发现我们考虑的6个模型中有5个模型产生了COMAP-EoR的信噪比(S/N)$\gtrsim20$,最亮的达到了400以上的S/N。我们表明,对于这些模型,COMAP-EoR可以从$z\sim2-8$中详细测量宇宙分子气体的历史,以及探测由这些模型预测的传统调查无法检测到的微弱的恒星形成星系的人口。我们表明,对于单一的模型,不预测许多微弱的发射器,COMAP-EoR型测量需要排除它们的存在。我们简要探讨了第三代扩展再电离阵列(COMAP-ERA)的前景,它能够探测最微弱的模型,并以极其详细的方式表征最明亮的信号。
2021-11-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Neutrino Properties with Ground-Based Millimeter-Wavelength Line Intensity Mapping
线强度测绘(LIM)是一种新兴的强有力的宇宙大尺度结构测绘和宇宙学研究技术。我们进行费舍尔预测,以确定最佳设计的宽场地基毫米波长LIM调查的中微子和轻文物的约束性能。我们考虑在$0.25<z<12$的红移范围内测量几条CO转动线(从J=2-1到J=6-5)和[CII]精细结构线的自功率谱。我们研究的限制,没有插入线作为噪声源,在我们的分析,并为几个单参数和多参数扩展的$Λ$ CDM。我们表明,LIM调查部署这十年,结合现有的CMB(主要)数据,可以实现数量级的改善普朗克约束$N_{\rm eff}$和$M_ν$。与下一代CMB和星系调查相比,这种规模的LIM实验可以实现比EUCLID(星系聚类)等调查预测的$\sim3$更好的$\sim3$的一个因素,并可能超过CMB-S4的约束能力,分别为$N_{\rm eff}$和$M_ν$的$\sim1.5$和$\sim3$的一个因素。我们表明,预测的约束条件没有受到很大的影响时,扩大参数空间,并另外表明,这样的调查也可以用来测量$Λ$ CDM参数和暗能量状态方程精美好。
2022-02-15 astro-ph.CO hep-ph
Intensity mapping: a new window into the cosmos
在$z < 6$上,强度映射(IM)技术已经成为探索宇宙的有力工具。IM测量了广泛频率范围内的源的综合发射,比传统的星系调查揭示了更多的信息。然而,天体物理学的不确定性构成了我们试图用IM约束宇宙学的一个重要系统。我描述了一种创新的方法,使我们能够充分利用我们目前的天体物理学知识,以发展宇宙学预测IM。这个框架可以用来利用与其他补充调查的协同作用,从而打开了迷人的可能性,约束物理超越$Λ$ CDM从未来的IM观测。
2019-10-30 astro-ph.CO gr-qc
Prospects for Searching Thermal Effects, Non-Newtonian Gravity and Axion-Like Particles: Cannex Test of the Quantum Vacuum
考虑了量子真空的CANNEX(Casimir And Non-Newtonian force Experiment)检验,该检验旨在测量两平行平板间大间距的Casimir压力梯度,并对宇宙学中暗能量的变色龙模型进行了参数约束.的测量方案的修改建议,允许同时测量的Casimir压力和它的梯度在一个实验中。结果表明,通过几项改进,CANNEX测试将能够加强对Yukawa型相互作用参数的约束,在很宽的相互作用范围内可达一个数量级。核子和类轴子粒子之间的耦合常数的约束,这被认为是最可能的组成暗物质,也可以加强在一个区域的轴子质量从1到100 meV。
2019-03-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Searching for Sterile Neutrino with X-ray Intensity Mapping
宇宙学上的X射线发射与无菌中微子可能的辐射衰变有关,它是由不同能量的谱线集合组成的。对于一个给定的质量,每条线对应一个给定的红移。在这项工作中,我们交叉关联这种线发射与星系目录跟踪暗物质分布在不同的红移。我们通过将eROSITA和雅典娜任务探测的X射线天空与当前和不久的将来的光度和光谱星系调查相关联来获得观测前景。通过这种技术,可以探测到不育中微子参数空间的一个相关的和未探索的部分。
2020-07-06 astro-ph.CO hep-ph
Constraining low redshift [CII] Emission by Cross-Correlating FIRAS and BOSS Data
我们对FIRAS档案数据和BOSS星系红移巡天进行了层析互相关分析,以限制[CII] $^2P_{3/2}\rightarrow$ $^2P_{1/2}$精细结构发射的幅度。我们的分析采用球谐层析成像(SHT),这是基于角交叉功率谱之间的FIRAS地图和BOSS星系过密度在每对红移箱,在一个红移范围为$0.24<z<0.69$。我们开发的SHT方法的强度映射,在那里它有几个优势,现有的功率谱估计。我们的分析将[CII]偏倚和[CII]比强度的乘积$b_{[CII]}I_{[CII]i}$限制为在$z {\approx} 0.35$下的$<0.31$ MJy/sr和在$z {\approx} 0.57$下的$<0.28$ MJy/sr,以及$95\%$置信度。这些限制与大多数当前的[CII]信号模型以及普朗克卫星和BOSS类星体的高红移[CII]交叉功率谱测量结果一致。我们还表明,如果将我们的分析应用于更敏感的仪器(如拟议的PIXIE卫星)的数据,则可以检测到高度显着的悲观[CII]模型。
2022-05-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Exploring Dark Sector Portals with High Intensity Experiments
在未来十年及以后的高强度实验中,一个广泛的搜索计划将灵敏地探测新的光介质粒子,它们通过最小可重整化矢量、希格斯粒子和中微子门户以及更高维度的类轴子粒子门户相互作用。这些门户可能连接可见和黑暗部门,并在粒子物理学和宇宙学中一些重大开放问题的许多提议解决方案中发挥关键作用。在本白皮书中,我们综述了最小暗扇区门户研究的理论和实验进展、现状和前景。
2022-09-29 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
A Snowmass Whitepaper: Dark Matter Production at Intensity-Frontier Experiments
暗物质粒子可以在强度前沿实验中观察到,未来十年的机会将探索由热DM模型,暗扇区范式和数据异常激发的重要参数空间。本白皮书描述了此类搜索的动机、检测策略、前景和挑战,以及RF6内部和整个HEP的协同作用和互补性。
2022-09-05 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
The deconvolved distribution estimator: enhancing reionisation-era CO line-intensity mapping analyses with a cross-correlation analogue for one-point statistics
我们提出的去卷积分布估计(DDE),体素强度分布(VID)的扩展,在未来的观测提出的CO映射阵列项目(COMAP)的一部分的上下文中。DDE利用的事实是,观察到的VID是相关的信号强度分布和不相关的噪声或干扰强度分布的卷积。通过在傅立叶空间操作中将两个观测量的个体VID从它们的联合VID中去卷积,DDE抑制对干扰者发射的敏感性,同时保持对相关分量的敏感性。因此,DDE通过减少不相关噪声和闯入者偏差的相对影响来改善VID,这在COMAP观测的上下文中是有用的,所述COMAP观测在不同的观测频带中从相同的共动体积观察CO的不同旋转跃迁。Fisher预测表明,DDE的理论灵敏度允许显着改善约束功率相比,无论是交叉功率谱或个人VID数据,并匹配所有其他一点和两点汇总统计量的组合的约束功率。未来的工作应进一步研究这种新的一点互相关统计的协方差和模型依赖行为。
2023-01-30 astro-ph.CO astro-ph.IM
Constraining particle dark matter using local galaxy distribution
宇宙射线中可能含有暗物质的信号,这一点已经讨论了很久。在过去的几年里,宇宙线正电子的异常引起了人们的广泛关注,最近AMS-02合作组报道了宇宙线反质子的过剩。这两种过度都可能表明质量约为1-10 TeV的暗物质正在衰变或湮灭。在这篇文章中,我们研究了来自暗物质的伽马射线和星系分布的互相关约束,特别是在局部体积中。我们发现,由于逆康普顿过程的伽马射线具有很大的强度,因此,他们给严格的限制暗物质的情况下,TeV尺度的质量制度。考虑到天体物理伽马射线源建模的最新进展以及暗物质衰变或湮灭的最终状态产物的综合可能性,我们表明,建议解释过剩的衰变暗物质的参数区域被排除在外。我们还讨论了零化方案的约束条件。
2016-06-28 astro-ph.CO hep-ph
Constraining primordial non-Gaussianity and parity-violation through Scalar-Induced Gravitational Waves with next-generation ground-based interferometers
Università di Pisa(比萨大学);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)(意大利国家核物理研究所);Università degli Studi di Padova(帕多瓦大学);Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)(意大利国家天体物理研究所)
研究利用第三代引力波探测器通过标量诱导引力波探测原初非高斯性和宇称对称性,开发框架考虑相关贡献并进行参数推断,表明未来干涉仪能约束相关谱及参数,即便有天体物理前景也可有效约束。
2026-07-20 astro-ph.CO gr-qc
Constraining cosmic polarization rotation and implications for primordial B-modes
宇宙学双极化(CB)是一种现象,由违反宇称的电动力学修正引起,当光子穿过真空时,光的线性偏振角发生变化。利用宇宙微波背景(CMB)偏振观测,可以使用许多不同的分析技术来限制这种效应。我们研究了两种不同的方法来约束方向相关的双折射,目前和未来的CMB实验,包括BICEP/Keck,西蒙斯天文台(SO),和LiteBIRD。具体来说,我们比较放置在各向异性CB从二次估计技术的$B$模式的功率谱的三个不同的实验的估计所得出的约束。来自估计的$B$模式功率谱的约束被发现是可比的BICEP/凯克和SO,但不是LiteBIRD由于其较大的天空覆盖范围从二次估计。这些预测的上限CB转换为原始磁场和光子和赝Nambu-Goldstone玻色子之间的耦合的约束。最后,我们表明,即使在CB的最佳约束,对于各自的实验,潜在的诱导$B$模式的功率可以作为一个显着的污染物在原始$B$模式的前瞻性测量。
2020-07-20 astro-ph.CO
Constraining Statistical Isotropy using 21cm Power Spectrum and Bispectrum
针对宇宙统计各向同性的潜在偏离问题,本文结合21厘米功率谱与双谱,通过Fisher形式主义约束偶极和四极各向异性参数,发现PUMA巡天在z≥1时约束精度优于10⁻³,较CMB巡天高一个数量级。
2025-08-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Measuring the growth of structure with intensity mapping surveys
谱线强度映射为高红移宇宙中宇宙学参数的约束提供了一条新的途径。然而,结构的增长,重力的敏感探针的测量,受到一个众所周知的退化与天体物理参数,编码在特定线的平均亮度温度。在这项工作中,我们将展示如何打破这种简并性,到一个水平,可以允许在百分比水平的宇宙学波动的幅度的约束,使用信息的结构形成的温和的非线性制度所描述的拉格朗日摄动理论。我们把重点放在21厘米线与HIRAX和拟议的第二阶段实验的预测作为例证。
2019-07-03 astro-ph.CO
Intensity Mapping across Cosmic Times with the Lyman-Alpha Line
我们提出了一个定量模型的莱曼α(Ly-alpha)发射整个宇宙的历史,并确定在Ly-alpha信号的空间波动的强度映射的前景。由于i)我们的模型假设在z>6时维持再电离所需的最小恒星形成量,ii)在z<6时基于从少数观测到的明亮Ly-alpha发射体外推的光度函数,这应该被认为是一个下限。绘制谱线发射图可以探测再电离、恒星形成和作为红移函数的大尺度结构。虽然Ly-alpha发射在再电离过程中进行了研究,我们也预测后再电离信号测试预测的强度和激励未来的强度映射探针的再电离。在我们的模型中,我们包括了来自大质量暗物质晕和星系际介质(IGM)的辐射。我们发现协议与电流,测量亮度函数的Ly-alpha发射器在z<8。然而,与Ly-alpha发射体无关的漫射IGM发射在高达z~10的强度中占主导地位。虽然我们的模型适用于深光学或近红外观测,如SuMIre调查或詹姆斯韦伯太空望远镜,只有强度映射将检测到漫IGM发射。我们还构建了Lyα发射的3D功率谱模型,并表征了可能的前景污染。最后,我们研究了强度映射测量Ly-alpha波动的前景,同时确定去除干扰污染。我们的研究结果表明,虽然再电离信号具有挑战性,但当与其他谱线结合使用时,Ly-alpha波动可能是LSS的一个有趣的新探针,例如,H-alpha,用于监测低红移前景混淆。
2013-09-09 astro-ph.CO
Constraining the [CII] luminosity function from the power spectrum of line-intensity maps at redshift 3.6
针对高红移[CII]光度函数约束不足问题,利用晕模型框架结合MARIGOLD模拟推导光度-质量关系,对FYST的DSS及不同参数巡天预测,通过贝叶斯推断约束光度函数参数,揭示LIM巡天设计权衡。
2025-08-04 astro-ph.CO astro-ph.GA