Weak lensing reconstruction through cosmic magnification I: a minimal variance map reconstruction
提出了利用星系数密度分布中的宇宙放大效应重建弱透镜图的概念。我们提出了一个最小方差线性估计，以尽量减少在地图重建的主要系统和统计误差。它利用明显不同的流量依赖性分离宇宙放大信号的压倒性的星系固有的集群噪声。它还最大限度地减少了散粒噪声误差的最佳加权方案的星系数密度在每个通量箱。我们的方法是在原则上适用于所有的星系调查合理的红移信息。我们证明了它的适用性对计划平方公里阵列调查，在简化的条件下。用我们的方法重建的弱透镜图与用宇宙剪切、CMB和21cm透镜重建的弱透镜图是互补的。它们对于弱透镜重建中系统误差的交叉检验和改进宇宙学约束是有用的。
2012-02-15 astro-ph.CO
CMB lensing reconstruction biases from masking extragalactic sources
本文量化了掩蔽河外源对CMB透镜重建功率谱的偏差影响，推导了解析模型，指出最优滤波可显著减小偏差，并发现掩蔽tSZ星系团导致的偏差最大，可能显著影响低红移星系团的质量校准。
2024-01-15 astro-ph.CO astro-ph.IM
Non-Gaussian deflections in iterative optimal CMB lensing reconstruction
本文研究非高斯偏转对最大后验CMB透镜重建的影响，发现其能自然降低非高斯偏差，并在CMB-S4噪声水平下无需显式建模即可获得无偏宇宙学约束。
2024-06-28 astro-ph.CO
Optimal filtering for CMB lensing reconstruction
即将进行的地基宇宙微波背景实验将提供具有高灵敏度和分辨率的宇宙微波背景图，可用于高保真度透镜重建。然而，天空覆盖将是不完整的，噪声高度各向异性，所以需要优化的估计器从地图中提取最多的信息。我们专注于基于二次估计的透镜重建方法，快速实现，并比较新的更优化的过滤估计与各种估计，以前曾在文献中使用。可以使用共轭梯度（或其他）技术对输入CMB图进行最佳逆信号加噪声滤波，以考虑噪声各向异性。然而，从这些滤波的输入图的透镜化重建具有对透镜化信号的各向异性响应，并且难以直接解释。我们描述了一个第二阶段过滤的透镜映射和解析响应模型，可以用来构建透镜功率谱估计，占各向异性响应和噪声不均匀性在近似最佳的方式，同时保持快速计算。我们比较了即将到来的西蒙斯天文台和CMB第4阶段实验的模拟结果，以显示更优化的透镜重建管道的鲁棒性，并量化了与不太优化的估计器相比的改进。我们发现一个显着的改善，在重建的透镜功率方差最佳各向异性和各向同性滤波的CMB地图之间，和高达30%的改善方差通过使用额外的过滤步骤的重建电位图。我们的近似解析响应模型是无偏的，在一个小的10-水平的额外的Monte Carlo校正。
2019-09-05 astro-ph.CO
Reconstruction of small-scale galaxy cluster substructure with lensing flexion
我们从模拟的引力透镜数据集，包括强透镜，弱透镜剪切，和测量的二次图像失真-弯曲的星系团规模的质量分布的重建。构造透镜数据以在具有和不具有屈曲的质量重建之间进行直接比较。我们表明，在没有屈曲测量，显着的星系群规模的子结构可以保持未检测到的重建质量配置文件，并由此产生的配置文件低估了孔径质量的子结构区域的$\sim25-40\%$。当包括屈曲时，可以在小于10 \arcsec的角分辨率下检测到质量为$\sim3\times10^{12}$ M $_\odot$的亚晕。通过屈曲重建的轮廓的孔径质量与输入分布值匹配，误差在$\sim13\%$内，包括统计误差和分散。这表明了重要的约束，屈曲测量放置在子结构的星系团和它的效用，用于生产高保真质量重建。
2015-03-27 astro-ph.CO
Mass Reconstruction using Particle Based Lensing II: Quantifying substructure with Strong+Weak lensing and X-rays
我们报告了使用基于粒子的透镜（PBL）的A1689的质量重建，这是一种强+弱透镜的新技术，可以根据数据密度和信噪比提供可变分辨率。使用PBL，我们还计算所得质量图的协方差矩阵。A1689的重建显示了东北方向的第二个质量峰，证实了以前的光学观测。这表明集群的中心区域仍在进行弱合并。我们已经用这张质量图测量了暗物质分布的功率比，并将其与X射线分布进行了比较。我们发现，在X射线分布的功率较低，表明一个平滑和圆的气体分布相比，暗物质分布。我们将NFW分布拟合到从质量图导出的分布，并且我们发现1 Mpc内的透镜质量是$1.5\pm0.33\times 10^{15}M_\odot$。这比X射线质量高。
2012-01-17 astro-ph.CO
Real space lensing reconstruction using cosmic microwave background polarization
我们开发了一种方法，重建透镜场从透镜CMB温度和偏振图在真实空间中作为替代谐波空间估计目前使用的扩展现有的真实空间透镜估计温度偏振。真正的空间估计的优点是本地的性质，因此，他们配备了处理不均匀的天空覆盖，特别是银河切割和点源切除，发现在实验数据。我们描述了这些估计的一些性质和局限性，并在模拟的普朗克，AdvACT和CMB-S4噪声地图上进行测试。我们表明，大规模的透镜场的重建是准确的，和偏振重建改善那些从CMB温度图为未来的实验预期。高保真的透镜映射可以用未来的实验来重建，比如CMB-S4。
2017-09-07 astro-ph.CO
CMB Lensing Reconstruction in Real Space
我们探讨重建的引力透镜场的宇宙微波背景在真实的空间显示，很少的统计信息丢失时，估计的短距离上的天球使用的地方，在调和空间，这是非本地的，原则上需要同时分析整个天空没有任何削减或切除。因为实际上所有与透镜重建相关的信息都位于接近天空地图分辨率尺度的角尺度上，所以引力透镜膨胀场和剪切场（与偏转场或透镜势不同，它们以局部方式与观测直接相关）可以通过仅涉及非常紧密分离的像素的二次组合来重建。尽管谐波空间提供了一个更自然的背景下理解透镜重建理论，真正的空间方法在这里开发的优点是更快地实现，并可能被证明是有用的分析现实的地图包含一个银河切割和可能的许多小切除，以排除点源，不能可靠地减去。
2010-04-19 astro-ph.CO
3D Reconstruction of the Density Field: An SVD Approach to Weak Lensing Tomography
提出了一种利用引力透镜剪切数据构造三维质量图的新方法。我们解决了透镜反演问题，使用截断奇异值（广义最小二乘估计的上下文中）没有先验假设的统计性质的信号。这个奇异值框架允许不同的滤波方法之间的定量比较：我们评估我们的方法旁边的先前探索的维纳滤波器的方法。我们的方法产生接近最佳的角分辨率的透镜重建，并允许集群大小的晕被鲁棒地去混合。它允许质量重建比维纳滤波器方法快2-3个数量级;特别是，我们估计可以在小时的时间尺度上执行具有弧分分辨率的全天空重建。然而，我们发现，线性，非参数重建有一个根本的限制，在红移方向上实现的分辨率。
2010-11-22 astro-ph.CO
Strong-Lensing Source Reconstruction with Denoising Diffusion Restoration Models
对星系-星系强透镜系统的分析强烈依赖于对源的外观所做的任何先验假设。在这里，我们提出了一种方法，施加一个数据驱动的先验/正则化源星系的基础上去噪扩散概率模型（DDPMs）。我们使用一个预训练的星系图像模型AstroDDPM和一系列条件重建步骤，称为去噪扩散重建模型（DDRM），以获得与噪声观测和AstroDDPM训练数据分布一致的样本。我们表明，这些样本具有与源模型的后验相关的定性性质：在中低噪声情况下，它们与观察结果非常相似，而从不确定数据重建的结果显示出更大的变异性，与用作先验的生成模型中编码的分布一致。
2022-11-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Full covariance of CMB and lensing reconstruction power spectra
宇宙微波背景辐射和透镜再现功率谱是宇宙学研究的有力工具。然而，它们是相关的，因为CMB功率谱是透镜化的，并且透镜化重建是使用CMB多极子构造的。我们进行了全面的自协方差和互协方差分析，包括偏振功率谱和最小方差透镜估计，并与理想化的未来CMB-S4观测模拟比较。协方差来源的波动在unlensed CMB和仪器噪声可以在很大程度上被删除，通过使用实现依赖于减去透镜重建噪声，留下一个相对简单的协方差模型，是由透镜引起的条款和少量的主成分很好地描述。对于CMB-S4任务，CMB和透镜功率谱之间的相关性将在$\sim 5σ$的水平上被检测到，忽略这些可能会将某些参数误差条低估几十个百分点。然而，我们发现，包含外部先验或数据集来估计参数误差条可以使相关性的影响几乎可以忽略不计。
2017-03-17 astro-ph.CO
CMB lensing reconstruction using cut sky polarization maps and pure-$B$ modes
对CMB透镜信号的详细测量是正在进行的地基CMB偏振实验的一个重要科学目标，这些实验正在以高分辨率绘制小块天空中的CMB。在这项工作中，我们模拟CMB偏振透镜重建的$EE$和$EB$二次估计与当前一代的噪声水平和分辨率，并表明，没有边界效应的已知和预期的零阶和一阶$N^{(0)}$和$N^{(1)}$偏差提供了一个足够的模型，非信号的贡献的透镜功率谱估计。小的天空区域对偏振透镜重建提出了许多额外的挑战，包括$E$模式泄漏到$B$模式。我们展示了如何简单的窗口估计器使用过滤纯$B$模式可以大大减少掩模诱导的平均场透镜信号，并减少方差的估计。这提供了一种简单的方法（用于最近的观察），为更优化但昂贵的逆方差滤波提供了一种替代方案。
2014-07-19 astro-ph.CO
The interplay of CMB temperature lensing power reconstruction with primordial non-Gaussianity of local type
在当前的高精度CMB实验时代，引力透镜对CMB温度的影响被用作有价值的信息来源。特别是透镜势功率谱的重建具有重要意义。然而，从透镜势的最优二次估计的重建是有偏差的。只要固有的CMB波动是高斯的，这种偏差就可以很好地理解和控制。然而，在存在非高斯原始曲率扰动的情况下，CMB也获得模仿透镜效应信号的非高斯结构。集中在本地类型的原始非高斯性，我们解决由此产生的偏见，提取的透镜势功率谱从大样本的模拟透镜CMB温度图，包括不同的值f_NL。我们发现，偏见是相当大的比以前的分析计算建议。然而，对于f_NL的当前值和类似于普朗克任务的灵敏度，除了最大的角尺度之外，偏差在所有角尺度上都是完全可以忽略的。
2012-06-13 astro-ph.CO
Reconstruction of Gravitational Lensing Using WMAP 7-Year Data
大尺度结构的引力透镜在宇宙微波背景中引入了非高斯性，并印刻了一个新的可观测量，它可以作为宇宙学的探针。我们应用一个四点估计威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）的7年共加温度图单独重建的引力透镜信号。对高斯噪声进行了模拟和扣除，并对高阶噪声进行了研究。我们测量的引力透镜信号的统计幅度为$\mathcal {C}$ = $1.27\pm 0.98$使用的所有相关的W和V波段差分组件（DA）。因此，我们得出结论，WMAP 7年的数据本身，不能检测透镜。
2011-11-09 astro-ph.CO
Weak Lensing Magnification Reconstruction with the Modified Internal Linear Combination Method
测量微弱的透镜宇宙放大率信号是非常具有挑战性的，因为在观测到的星系分布中有压倒性的内在聚集。在本文中，我们修改的内部线性组合（ILC）的方法来重建的透镜信号与一个额外的约束，以抑制本征聚类。为了量化的性能，我们构建了一个现实的星系目录LSST一样的测光调查，覆盖$20\,000\ °^2$与平均源红移在$z_s\sim 1$。我们发现，重建性能取决于我们选择的photo-z仓的宽度。由于透镜信号和源星系分布之间的相关性，导出的信号具有较小的系统偏差，但对于较窄的光z仓具有较大的统计不确定性。我们的结论是，与改进的ILC方法的透镜信号重建是无偏的统计不确定性$<5\%$的bin宽度$Δz^P = 0.2$。
2021-10-22 astro-ph.CO
Diffusion-based mass map reconstruction from weak lensing data
本文提出一个统一的扩散模型，通过改进的扩散后验采样方法同时实现弱透镜质量图的快速模拟与从含噪数据中的高分辨率无偏重建，并展示了其在协方差估计和宇宙大尺度结构识别中的应用。
2025-02-06 astro-ph.CO astro-ph.IM
Foreground-immune CMB lensing reconstruction with polarization
已知河外前景会在基于温度的CMB透镜重建中产生显著的偏差。已提出若干技术，包括"源硬化“和”纯剪切估计数“，以减轻污染，并已证明在减少前景引起的偏差方面非常有效。在这里，我们将这两种技术扩展到偏振，这将是未来实验中CMB透镜重建的重要组成部分，并分析研究“大透镜”限制，以深入了解前景偏差的起源和缩放，以及对其轮廓的敏感性。使用极化点源的模拟，我们估计了西蒙斯天文台和CMB-S4类（基于偏振的）透镜重建的预期偏差，发现对前者的偏差是微小的，而对后者的偏差在小尺度（$L\sim1000-2000$）下可能是不可忽略的。特别是，我们表明，对于CMB-S4样的实验，点源硬化估计的最佳线性组合可以减少（点源引起的）偏见CMB透镜功率谱高达两个数量级，在$\sim4\%$噪声成本相对于全球最小方差估计。
2023-01-23 astro-ph.CO
CMB temperature lensing power reconstruction
本文结合普朗克实验，研究了从CMB温度数据重建透镜势功率谱的问题。我们的工作与最佳的二次估计冈本和胡，我们的特点彻底应用于重建的透镜功率谱。我们发现，在多极子L<250，我们目前的理解，这个估计是有偏见的15%的水平上的超越梯度项的泰勒展开的透镜效应。我们提出了透镜势中四阶的完整透镜三谱来解释这种效应。我们表明，低L的偏见，以及先前已知的偏见在高L，是有关宇宙学的测定，必须加以纠正，以避免显着的参数误差。我们还研究了重建功率的协方差，发现~ 0.1%的广泛相关性。最后，我们讨论了几个小的改进，可以作出的最佳估计，以减轻这些问题。
2011-01-13 astro-ph.CO
Systematic effects on lensing reconstruction from a patchwork of CMB polarization maps
本研究探讨了CMB偏振拼图透镜分析中的系统性误差容忍度，发现可在大于子块尺度准确重建透镜势且delensing效率未严重退化。
2024-08-15 astro-ph.CO
Galactic foreground residue biases in cosmic-microwave-background lensing-convergence reconstruction and delensing of B-mode maps
National Centre for Nuclear Research（国家核研究中心）
研究银河前景残留物对CMB棱镜重建和B模式图去棱镜化的影响，发现组件分离可显著降低棱镜重建误差，但高灵敏度实验中前景残留仍为主要误差源。
2026-03-20 astro-ph.CO
Weak lensing reconstructions in 2D & 3D: implications for cluster studies
我们比较的效率与2D和3D弱透镜质量映射技术能够检测星系团使用两个国家的最先进的质量重建技术：MRLens在2D和GLIMPSE在3D。我们模拟了96个不同的维里质量红移组合跨越范围$3\times10^{13}h^{-1}M_\odot \le M_{vir}\le 10^{15}h^{-1}M_\odot$和$0.05 \le z_{\rm cl} \le 0.75$，否则空的集群字段，并为每个产生1000个实现的噪音剪切数据在2D和3D。对于每个字段，我们然后计算聚类（错误）检测率，作为在1000个重建样本上每次重建的聚类（错误）检测的平均数。我们表明，MRLens和GLIMPSE是有效的工具，从弱透镜测量检测集群，并提供可比的质量重建在低红移。在高红移时，GLIMPSE重建提供了更高的簇检测灵敏度，产生的簇检测率高达使用MRLens的2D重建中所见的$\sim 10\times$的因子。我们的结论是，3D质量映射技术是更有效的检测星系团在弱透镜调查比2D的方法，特别是因为3D重建产生无偏估计的质量和红移的检测到的集群直接。
2015-02-20 astro-ph.CO
The Bias to Cosmic Microwave Background Lensing Reconstruction from the Kinematic Sunyaev-Zel'dovich Effect at Reionization
重建的宇宙微波背景（CMB）透镜图的功率谱是一个强有力的工具，约束宇宙学参数，如中微子质量和暗能量状态方程。一个可能的复杂性是运动学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应，由于CMB光子被移动电子散射，这可以通过kSZ透镜相关性和kSZ温度各向异性的非高斯性来偏置CMB透镜功率谱的重建。我们调查的第一次的偏差CMB透镜重建温度各向异性由于再电离诱导的kSZ信号，并表明，它是可以忽略不计的正在进行的和即将进行的实验的基础上，目前的数值模拟再电离。我们还重新审视了由后期kSZ场引起的偏见，使用最近的kSZ模拟。我们发现，它可能是在早期的研究中发现的两倍大，达到高达百分之几的CMB透镜功率谱信号的值，这表明这种偏见将不得不在即将到来的数据分析减轻。
2022-02-15 astro-ph.CO
Lensed: a code for the forward reconstruction of lenses and sources from strong lensing observations
强透镜系统的鲁棒建模对于利用它们所包含的关于星系和星系团中物质分布的信息至关重要。在这项工作中，我们提出了Lensed，一个新的代码，执行前向参数建模强透镜。Lensed利用大规模并行光线跟踪内核在现代图形处理单元（GPU）上执行必要的计算。这使得背景透镜源的精确渲染快得多，并允许同时优化所选模型的数十个参数。通过一次运行，代码能够同时获得透镜光、质量分布和背景源的完整后验概率分布。Lensed首先在模拟图像上进行测试，这些图像再现了透镜系统的真实天基观测。通过这种方式，我们表明，它是能够恢复无偏估计的镜头参数，即使当源不完全遵循假设的模型。然后，我们将其应用于SLACS镜头的子样本，以证明其在真实数据上的使用。实验结果与文献结果基本一致，表明了算法的灵活性和鲁棒性.
2016-09-14 astro-ph.CO astro-ph.IM
GLIMPSE: Accurate 3D weak lensing reconstructions using sparsity
我们提出了GLIMPSE -引力透镜反演和映射与稀疏估计-一种新的算法来生成密度重建的三维光度弱透镜测量。这是一个扩展的早期工作，在一维旨在应用压缩传感理论的反演引力透镜测量恢复三维密度图。使用的假设，密度可以稀疏地表示在我们选择的基础-二维横向小波和一维视线狄拉克函数-我们表明，星系团可以识别和准确定位，并使用这种方法的特点。在整个过程中，我们使用的模拟数据与目前在大型调查中可达到的质量一致。我们提出了一个彻底的统计分析的错误和偏见的红移检测结构和它们的振幅。GLIMPSE方法是能够产生重建在显着更高的分辨率比输入数据，在本文中，我们显示重建6倍精细的红移分辨率比剪切数据。考虑0.05 <= z <= 0.75和3e 13/h Msun <= Mvir <= 1 e15/h Msun的簇模拟，我们表明检测到的峰的红移程度通常为1-2个像素，或Dz <~ 0.07，并且我们能够通过考虑噪声的许多实现来恢复检测到的簇的红移的无偏估计。我们还恢复了一个精确的质量估计，这是在很大程度上是无偏的，当红移是已知的，其偏差被限制在<~ 5%，在我们的大多数模拟时，估计的红移是真正的红移。这显示出比早期的3D反演方法有实质性的改进，早期的3D反演方法显示出具有0.2-0.3的典型标准偏差的红移拖尾，检测到的峰值的幅度的显著阻尼，以及检测到的红移中的偏差。
2013-08-06 astro-ph.CO
Mesh-free free-form lensing I: Methodology and application to mass reconstruction
在引力透镜领域中的许多应用和算法利用具有有限数目节点的网格来分析和处理数据。透镜作用的具体例子是一般的天文CCD图像、从透镜作用数据重建密度分布、透镜-源平面映射或点扩散函数的表征和插值。我们提出了一个数值框架内插和区分无网格域，定义的节点坐标，遵循没有规律的模式。该框架基于径向基函数（RBF）来平滑地表示节点周围的数据。我们展示了基于高斯径向基函数的无网格插值和微分的性能，在这两种情况下都达到了亚百分比水平。我们使用我们新开发的框架，翻译的想法自由形式的质量重建透镜到无网格域。通过重建模拟透镜，我们发现仅强透镜重建在这些约束可用的区域中实现< 10%的准确度，但在离开这些区域时提供较差的结果。仅弱透镜化重建给出强透镜化区域之外的< 10%的准确度，但不能解析透镜的内核结构。一旦这两个制度相结合，准确的重建，可以在整个视野。模拟透镜的重建，使用的约束，模仿真实的观察，产生准确的结果，在表面质量密度，NFW参数，爱因斯坦半径和放大率图恢复，鼓励这种方法的应用到真实的数据。
2016-06-10 astro-ph.CO gr-qc
Nonlinear Weak Lensing reconstruction for Galaxy Clusters
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Key Laboratory for Particle Astrophysics and Cosmology (MOE) / Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology（粒子天体物理与宇宙学重点实验室（教育部）/ 上海粒子物理与宇宙学重点实验室）
本文提出利用弱引力透镜质量映射进行非线性银河团重建，通过改进算法在非线性区域实现高精度质量重构。
2026-04-22 astro-ph.CO
Lensing reconstruction from PLANCK sky maps: inhomogeneous noise
我们讨论了不均匀的天空覆盖对CMB透镜重建的影响，重点是应用于最近发射的普朗克卫星。我们讨论的平均场，这是由噪声不均匀性，以及三种方法来透镜重建在这种情况下：一个最佳的最大似然方法，这是计算昂贵的评估，和两个次优的方法，这是不太密集。其中第一个仅在普朗克的百分之五水平下是次优的，第二个防止由于噪声模型中的不确定性而导致的偏差。
2010-06-18 astro-ph.CO
Lensing power spectrum of the Cosmic Microwave Background with deep polarization experiments
通过迭代地去除透镜诱导的$B$模式，可以用深极化测量精确地重建宇宙微波背景透镜势。我们介绍了一个透镜谱估计和它的可能性，这样的最佳迭代重建。我们的建模与基于二次估计（QE）的透镜重建的最新似然相似。特别是，我们概括了$N_L^{(0)}$和$N_L^{(1)}$透镜偏差，并设计了一个实现依赖的频谱debiaser，使此估计强大的数据建模中的不确定性。我们展示了无偏恢复的宇宙学使用基于地图的重建，专注于透镜的宇宙学约束和中微子质量测量结合CMB光谱和声振荡数据。我们发现这个谱估计器本质上是最优的，并且具有对角协方差矩阵。对于CMB-S4调查，与QE相比，这种可能性可以在广泛的尺度上使对透镜振幅的约束加倍，同时保持数值成本受控并对误差具有鲁棒性。
2022-04-13 astro-ph.CO
Instrumental systematics biases in CMB lensing reconstruction: a simulation-based assessment
宇宙微波背景（CMB）的弱引力透镜效应是研究宇宙结构、组成和演化的重要工具。即将进行的CMB实验，如西蒙斯天文台（SO），将提供高分辨率和低噪声的CMB测量。我们考虑了仪器系统学对相应的高精度透镜重建功率谱测量的影响。我们模拟CMB的温度和偏振映射的SO样仪器和潜在的扫描策略，并探讨系统有关的光束不对称性和偏移，bother-pointing，偏振角，增益漂移，增益校准和电串扰。我们的分析表明，我们模拟的系统学引起的大多数偏差低于$\sim 0.6σ$的检测水平。我们讨论了潜在的缓解技术，以进一步减少更重要的系统学的影响，并为未来的透镜相关的系统学分析铺平道路。
2021-05-19 astro-ph.CO
Joint reconstruction of galaxy clusters from gravitational lensing and thermal gas I. Outline of a non-parametric method
我们提出了一种方法来估计透镜潜力从大质量星系团给定的观测X射线数据。在这项工作中开发和应用的概念可以很容易地与其他技术相结合，以推断透镜的潜力，例如弱引力透镜或星系运动学，以获得一个整体的最佳拟合模型的透镜潜力。在阐述了该方法所基于的物理细节和假设之后，我们解释了数值算法本身是如何以Richardson-Lucy算法作为核心部分来实现的。我们的重建方法进行了测试模拟星系团与球对称的NFW密度分布充满气体在流体静力平衡。我们详细描述了这些模拟观测数据集是如何创建的，以及如何将它们输入到我们的算法中。我们测试的鲁棒性的算法对小参数的变化和估计的质量重建的透镜电位。事实证明，我们在重建透镜势时达到了非常高的精度。统计误差小于2.0%，系统误差不超过1.0%。
2013-04-19 astro-ph.CO
Strong-lensing source reconstruction with variationally optimised Gaussian processes
强透镜图像提供了大量关于放大源和透镜中暗物质分布的信息。对这些图像的精确分析可以用来限制暗物质的性质。然而，这需要高保真的图像重建和仔细处理透镜质量分布和光源光的不确定性，这通常是难以量化的。在未来的高分辨率数据集的预期中，在这项工作中，我们利用机器学习的一系列最新发展来开发一个新的贝叶斯强透镜图像分析管道。其亮点有：（A）一个快速的、支持GPU的、端到端可微分的强透镜图像模拟器;（B）一个新的、基于统计原理的源模型，该模型基于对高斯过程的计算高效近似，同时考虑到像素化;和（C）一个可扩展的变分推理框架，能够同时导出数万个透镜和光源参数的后验，并通过随机梯度优化超参数血统.除了有效和准确的参数估计和透镜模型不确定性量化，管道的主要目的是生成训练数据，用于有针对性的基于模拟的暗物质子结构的推断，我们将在配套文件中利用。
2021-05-20 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
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
Weak lensing power spectrum reconstruction by counting galaxies.-- I: the ABS method
本文提出了一种从观测星系数密度分布中星系数密度的内在涨落中盲分离宇宙放大率的解析方法。ABS方法利用信号（宇宙放大率）和污染（星系内禀聚类）对星系流量的不同依赖性，将两者分开。它直接作用于测量的跨星系角功率谱之间的不同通量箱。它确定/重建的透镜功率谱分析，没有假设星系的内在集群和宇宙学。它在无限多个星系的极限下是无偏的。在现实中，透镜重建精度取决于调查配置，星系的偏见，和其他复杂性，由于有限数量的星系和由此产生的散粒噪声波动的跨星系功率谱。我们估计其性能（系统和统计误差）在各种情况下。我们发现，第四阶段的暗能量调查，如SKA和LSST是能够重建的透镜功率谱在$z\simeq 1$和$\ell\la 5000$准确。这种透镜重建只需要计数星系，因此与相同调查的宇宙剪切测量高度互补。
2017-08-21 astro-ph.CO
Joint cluster reconstructions: Combining free-form lensing and X-rays
星系团提供了大量不同波长的观测数据，它们的结构和形态在宇宙学和天体物理学中具有相当大的意义。我们开发了一个框架，允许结合透镜和非透镜观测的自由形式和无网格的方法来推断个别星系团的投影质量分布。该方法可用于检验参数模型中聚类形态的常见假设。我们利用的透镜重建代码SaWLens 2和扩展其能力，将估计的投影引力势的基础上的X射线数据，使用当地的Richardson-Lucy的方法，并用于推断牛顿潜在的集群和我们讨论如何可能出现的数值文物可以处理。我们证明了我们的方法在一个简化的模拟NFW晕和集群从一个现实的流体动力学模拟的可行性，并显示如何结合X射线和弱透镜数据可以影响自由形式的重建，提高精度在某些情况下，在中心区域的两个因素。
2019-07-07 astro-ph.CO
Bias to CMB Lensing Reconstruction from Temperature Anisotropies due to Large-Scale Galaxy Motions
宇宙微波背景（CMB）的引力透镜被认为是正在进行和即将进行的CMB实验中最强大的宇宙学工具之一。在这项工作中，我们调查的偏见，CMB透镜重建温度各向异性由于运动学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）的效果，即，多普勒频移的CMB光子康普顿散射引起的运动电子。kSZ信号由于其自身固有的非高斯性及其与CMB透镜场（以及跟踪大尺度结构的其他场）的非零互相关而产生偏差。这种kSZ引起的偏差影响CMB透镜自功率谱及其与低红移示踪剂的互相关。此外，它不能通过多频前景分离技术去除，因为kSZ效应保留了CMB的黑体光谱。虽然在统计上可以忽略不计，目前的数据集，我们表明，这将是重要的，即将到来的调查，并没有考虑到它可能会导致大的偏见，在中微子质量或暗能量的属性的约束。对于第四阶段的CMB实验，当重建中使用的最高温度多极子为$\approx$时，与LSST星系透镜会聚图或星系过密度图的互相关偏差分别可达15%或12%，而当使用$\ell_{\rm max} = 3000$时，偏差约为一半。类似地，我们发现CMB透镜自功率谱可以有高达百分之几的偏差。这些偏差比预期的统计误差大很多倍。减小$\ell_{\rm max}$可以以降低整体透镜化重建信噪比为代价来显著减轻偏差。仅极化重建可能是最稳健的减缓策略。
2018-01-25 astro-ph.CO
CMB lensing reconstruction from the WMAP 7-year data
我们试图从WMAP的7年数据中直接测量弱透镜信号。我们应用实空间实现的最佳二次估计的地图上产生的W波段差分组件。我们得到了一个弱的透镜振幅参数$A_{L}=0.99\pm1.67$校正后的几个来源的偏见。误差预算包括来自偏差去除过程的贡献。尽管表现出不敏感的真实空间估计不相关的噪声，我们的结论是，这种检测是不具有统计意义。我们希望像普朗克这样的全天空，更高灵敏度的实验将使我们能够进行更重要的测量。
2013-09-07 astro-ph.CO
Quantifying Bias due to non-Gaussian Foregrounds in an Optimal Reconstruction of CMB Lensing and Temperature Power Spectra
本文利用MUSE贝叶斯推断和Agora多频模拟，评估非高斯河外前景对CMB透镜势与温度功率谱最优重建的偏差影响。
2025-07-24 astro-ph.CO
Improving Small-Scale CMB Lensing Reconstruction
近十年来，宇宙微波背景（CMB）的引力透镜效应已成为探测宇宙中物质分布的有力工具。用于重建CMB透镜信号的标准技术采用二次估计器（QE）方法，该方法最近被证明对于温度和偏振数据中非常小尺度的透镜测量是次优的。我们实现了一个简单的，更优化的方法，小规模的政权，其中包括采取直接逆的背景梯度。我们推导出新的技术，使连续地图的透镜使用这种“逆逆”（GI）的方法和验证我们的方法与模拟数据，发现良好的协议与预测。对于忽略前景的透镜交叉谱和自谱的理想化模拟，我们证明了我们的方法在温度方面的表现明显优于以前的二次估计方法;在$L=5000-9000$，对于理想化的CMB-S4和Simons类观测实验，它将透镜自功率谱上的误差减小了因子$\sim 4$，对于CMB-S4的互相关减小了因子$\sim 2.6$。像透镜重建和真正的透镜场。我们警告说，被忽视的小尺度前景功率的水平，而低的偏振，是非常高的温度，虽然我们简要概述前景缓解方法，需要进一步的工作在这个主题。尽管如此，我们的研究结果表明，未来的潜力，改善小规模的CMB透镜测量，这可能会提供更强的约束宇宙学参数和天体物理在高红移。
2019-05-10 astro-ph.CO
An iterative CMB lensing estimator minimizing instrumental noise bias
University of Cambridge（剑桥大学）；Kavli Institute for Cosmology, Cambridge（剑桥卡弗里宇宙学研究所）；Institute of Astronomy（天体物理研究所）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
针对CMB实验噪声各向异性导致透镜势重建偏差的问题，提出基于MAP重建的迭代CMB透镜估计器，通过依赖独立噪声分割间的相关性最小化自相关偏差，在信噪比损失微乎其微的情况下实现对噪声错误建模的免疫，为下一代CMB调查提供无偏且近乎最优的透镜重建。
2025-10-31 astro-ph.CO
Higher-Order Gravitational Lensing Reconstruction using Feynman Diagrams
本文发展了一种利用费曼图计算宇宙微波背景（CMB）的关联结构的方法，当CMB受到引力透镜、法拉第旋转、斑片状再电离或其它畸变效应的影响时。用这种方法计算了在透镜势$ϕ$中重建透镜功率谱时，Hu-Okamoto二次估计的偏差，其误差可达O（λ ^4）.我们考虑了对角噪声TTTT、EBEB等，并首次考虑了非对角噪声TTTE、TBEB等。前面提到的二阶噪声中的大O（λ ^4）项被确定为来自特定的一类图。通过重新组织$ϕ$扩展，可以显著降低该值。这些改进的估计几乎没有偏差的非对角的情况下，只涉及一个$B$组件的CMB，如EEEB。
2014-03-18 astro-ph.CO
Full-Sky Lensing Reconstruction of 21 cm Intensity Maps
21 cm辐射的弱引力透镜有望成为再电离后物理的重要宇宙学探测。我们使用二次最小方差估计研究了物质密度扰动的重构。下一代的线强度映射（LIM）调查，如HIRAX和CHIME，将覆盖更大的天空部分，这需要考虑天空中的曲率。因此，我们扩展了平面平行平天空形式主义透镜重建占一个全天空调查使用球面傅里叶-贝塞尔（SFB）展开。使用HIRAX 21厘米的调查为基础，我们在我们的形式主义的透镜重建噪声的预测，并比较我们的结果与预测的平面平行形式主义。我们发现协议的平面平行噪声功率谱在小尺度和一个显着的偏差在尺度$L\lesssim \ell_{\rm res}-k_{\rm eq}R$，其中$R$是半径的壳体积，$k_{\rm eq}$是波数的物质辐射平等，和$\ell_{\rm res}$是角分辨率规模。此外，我们推导出的SFB平天空重建噪声，并将其与全天空SFB的情况下，以及平面平行的情况下，发现轻微的偏差，由于球形的全天空噪声。我们还确定，在强度场的非高斯统计的情况下，但占前景，使用我们的SFB估计器的$C_\ell^{ϕϕ}$的信噪比（SNR）增加了107%。这表明，在LIM弱透镜中解释弯曲的天空对于大尺度宇宙学至关重要。
2019-06-13 astro-ph.CO
CMB lensing power spectrum with next generation surveys
我们介绍了一种新的估计CMB透镜功率谱，连同其可能性，基于迭代透镜重建。尽管透镜映射的复杂性增加，但该估计与标准二次估计有相似之处。最重要的是，它对透镜重建的噪声和宇宙学假设是无偏的。这种新的谱估计器可以加倍的约束透镜振幅相比，二次估计，同时保持数值成本控制和对误差的鲁棒性。
2022-03-15 astro-ph.CO
Maximum a posteriori CMB lensing reconstruction
宇宙微波背景辐射的引力透镜效应是一个有价值的宇宙学信号，它与大尺度结构的示踪物相关，并且是原始$B$模式偏振的重要混淆源。国家的最先进的透镜重建分析使用二次估计，这是很容易适用于数据。然而，这些估计是次优的，特别是对于极化，预计大的改进是可能的高信噪比极化实验。我们开发了一种方法和数值代码，$\rm{LensIt}$，这是能够有效地找到最可能的透镜映射，引入没有显着的近似透镜CMB的可能性，并适用于波束和屏蔽数据与非均匀噪声。它的工作原理是迭代重建原始的unlensed CMB使用的偏转估计和它的逆，并从这些地图与二次估计技术去除残余透镜。由于迭代搜索的快速收敛以及透镜的局部性质，保持了大致线性的计算成本。该方法实现了最大的改善，预期从分析考虑的天空的未掩蔽部分的信号噪声。与CMB第四阶段配置中的二次估计相比，使用该最佳映射去透镜化导致预测张量-标量比参数误差提高了一个因子$\simeq 2 $。
2019-02-04 astro-ph.CO
Real-world CMB lensing quadratic estimator power spectrum response
本文描述了一种在实际条件下估计宇宙微波背景（CMB）透镜功率谱估计器对真实天空功率响应矩阵的方法。适用于所有基于二次估计器（QE）的透镜重建管道，它使用少量的高斯CMB Monte-Carlos和专门设计的QE，以获得足够准确的矩阵，只需很少的计算工作量。该方法可以用于通过结合在CMB透镜重构中遇到的至少一些非理想性来改进CMB透镜带功率的建模。这些非理想性总是包括掩蔽，并且通常包括谐波域或像素空间中的非均匀滤波。我得到这些矩阵普朗克最新的透镜重建，然后表明，掩蔽引起的残余耦合解释很好的残余乘法偏差上看到的普朗克模拟，消除了需要的经验校正。
2023-01-31 astro-ph.CO
Impact of Polarized Galactic Foreground Emission on CMB Lensing Reconstruction and Delensing of B-Modes
下一代CMB实验（如CMB-S4）旨在以亚百分比精度测量CMB透镜效应潜力，其中大部分约束功率将来自CMB偏振。我们调查的前景，实现这一目标的存在下，大规模的，弥漫的银河前景发射，通过使用非高斯天空模拟和利用多频信息来清洁这些。我们表明，虽然在前景清洁之前，从污染的透镜势估计的宇宙学参数估计可以显着偏置，这些可以通过应用参数前景清洁方法成功地减轻。我们进一步观察到没有显着的额外的偏见，在脱透镜的B模式功率谱后，应用前景清洗，因此能够获得无偏测量的张量标量比，$r$，脱透镜后。
2020-01-08 astro-ph.CO
Free-form Grale reconstruction of Abell 2744: robustness of uncertainties against changes in lensing data
Abell 2744，一个巨大的哈勃前沿场合并的星系团，在核心有许多多重图像，已经成为许多使用不同方法的透镜反演的主题。虽然大多数现有的研究比较各种反演方法，我们专注于使用不同的输入透镜数据的重建的比较。由于透镜效应数据的数量和质量不断提高，因此有必要询问估计的不确定性是否对数据变化具有鲁棒性。我们使用自由形式的Grale来解决这个问题，它只需要图像信息作为输入，与星系团无关。我们重建阿贝尔2744使用两套强透镜数据从哈勃前沿领域的社区。我们的第一次和第二次重建分别使用55和91张图像，91张图像中只有10张具有与第一次重建相同的位置和红移。两个质量图的比较表明，Grale的不确定性对这些变化是强大的，以及在反演程序的小修改。此外，应用Sebesta等人（2016）在MACS J0416中使用的方法，我们得出结论，从统计意义上说，Abell 2744中的光遵循质量，较亮的星系比较暗的星系更容易聚集在恢复的质量上。我们还表明，最暗的星系是反相关的质量，这可能是由于明亮的星系的光污染，和透镜放大率的偏差作用于星系背景的集群。
2019-07-22 astro-ph.CO
Strong Lensing Source Reconstruction Using Continuous Neural Fields
Institute of AI and Fundamental Interactions（人工智能与基础交互研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Harvard University（哈佛大学）
从暗物质的性质到我们宇宙的膨胀率，对通过强引力透镜扭曲的遥远星系的观测有可能回答天体物理学中一些主要的悬而未决的问题。由于背景源和前景透镜星系的确切配置都是未知的，因此对星系-星系强透镜观测进行建模存在许多挑战。一个及时的呼吁，促使一些即将到来的调查预计高分辨率透镜图像，需要的方法，可以有效地模拟镜头在其全部复杂性。在这项工作中，我们介绍了一种方法，使用连续的神经领域的非参数重建源星系的复杂形态，同时推断分布在前景透镜星系配置。我们证明了我们的方法的有效性，通过模拟数据的目标高分辨率透镜图像类似于那些预期在不久的将来的天体物理调查。
2022-10-15 astro-ph.CO astro-ph.IM cs.CV
Lensing Reconstruction in Post-Born Cosmic Microwave Background Weak Lensing
对宇宙微波背景（CMB）透镜势的研究已经成为探索大尺度结构生长物理的一种有力手段。最常见的估计的透镜势的物质分布的高斯性的假设下，在玻恩近似的光子扩散。在本文中，我们研究了二次估计的性能时，适用于现实的天空地图提取的多透镜射线追踪技术在宇宙学$N$体模拟。预计这些模型准确地模拟由于非高斯的物质分布引起的非线性和偏离玻恩近似的影响。我们发现，这两种影响本身会导致重建偏差，但当这两种影响一起考虑时，它们往往会部分相互抵消。我们预测了这些偏差对未来高灵敏度CMB实验（如CMB-S4）宇宙学参数估计的影响。我们发现，在不使用外部数据的情况下，冷暗物质密度$Ω_\textrm{cdm}$、再电离光学深度$τ$、原初暴胀扰动幅度$A_s$以及中微子质量之和$M_ν$都可能在1-2 $σ$水平上发生偏差.我们还观察到减少的偏见，如果外部数据，如重子声学振荡（BAO）。
2018-09-02 astro-ph.CO
Model-Free Multi-Probe Lensing Reconstruction of Cluster Mass Profiles
星系团的透镜放大导致了背景源数量的特征空间变化，放大了它们观测到的通量，扩大了天空的面积，其净效应，称为放大偏差，取决于源光度函数的内在暗端斜率。偏置是强烈的红色星系，占主导地位的几何面积失真，而它是温和的蓝色星系，增加了对集群中心的蓝色计数。我们推广了Umetsu等人的贝叶斯方法。通过将多个背景源群体用于放大偏差测量并将其与互补透镜畸变测量相结合，重建投影的集群质量分布，有效地打破了质量片简并性，提高了集群质量测量的统计精度。该方法可以进一步扩展到包括强透镜投影质量估计，从而允许在弱和强制度的非参数绝对质量测定。我们将这种方法应用到我们最近的CLASH透镜测量MACS J1206.2-0847，并演示了如何结合多探头透镜约束可以提高集群质量分布的重建。这种方法也将是有用的堆叠透镜分析，结合所有的透镜相关的影响，在集群制度，一个明确的确定的平均质量分布。
2013-05-06 astro-ph.CO
Reconstruction of the CMB lensing for Planck
我们准备现实生活中的宇宙微波背景（CMB）透镜提取与即将到来的普朗克卫星数据，通过研究两个系统的影响有关的前景污染：前景残差的影响后，组件分离的透镜CMB地图，并删除一个大的污染区域的天空。我们首先使用广义形态成分分析（GMCA）的方法来执行一个简化的框架内，允许高统计蒙特卡罗研究的组件分离。对于第二个系统，我们在温度图上应用一个逼真的遮罩，然后使用最近的修复技术在球体上恢复它们。我们调查的CMB透镜重建所得到的地图使用二次估计在平坦的天空极限和全球。我们发现，GMCA方法的前景残差不会显著改变透镜信号，即使在点源残差存在的情况下，也不会用修复方法校正掩模。
2009-11-12 astro-ph.CO
Impact of Instrumental Systematic Contamination on the Lensing Mass Reconstruction using the CMB Polarization
本文研究了仪器系统学对由宇宙微波背景（CMB）温度和偏振观测的弱透镜效应重建偏转角功率谱的影响。我们考虑七种类型的影响，这是与已知的仪器系统学：校准，旋转，指向，自旋翻转，磁泄漏，偶极泄漏和四极泄漏。这些效应可以用11个畸变场来表征。这些系统效应中的每一个都可以模仿有效的投影物质功率谱，从而污染透镜重建。为了证明这些仪器系统学的效果，我们考虑两种类型的实验，一种是具有9.6 uK-arcmin偏振的探测器噪声水平和8.0 '的FWHM，典型的即将到来的地面和基于气球的CMB实验，以及具有2.0 uK-arcmin偏振的探测器噪声水平和4.0'的FWHM的CMBPol-like仪器，典型的未来空间的CMB实验。对于每一个系统，我们考虑各种选择的连贯性规模。在所有11个系统参数中，旋转和磁泄漏提出了最严格的要求，而四极泄漏，指向误差和校准是最不苛刻的。从透镜提取的要求是约1-2个数量级的严格比测量的原始B-模式与暴胀的能量标度为1.0*10^{16} GeV的要求。另一方面，透镜重构对某些系统参数的要求与探测暴胀尺度E_i = 3.0*10^{16} GeV的原始B模的要求相当，甚至更为严格。
2009-01-05 astro-ph.CO
Optimal joint reconstruction from CMB observations: application to cosmic birefringence, patchy reionization and CMB lensing
针对下一代CMB观测中二次估计器的次优性与偏差污染问题，提出联合最大后验框架同时重建多个畸变场，显著降低了重建噪声与透镜偏差，为搜寻原初B模式提供更稳健的分析。
2025-03-05 astro-ph.CO
Lensing reconstruction from line intensity maps: the impact of gravitational nonlinearity
我们调查的检测前景引力透镜的三维地图，从即将到来的线强度调查，特别侧重于标准的二次透镜估计的引力非线性的影响。使用微扰理论，我们表明，这些非线性可以提供一个显着的污染物透镜重建，即使在再电离时代的红移观测。然而，我们展示了如何使用“偏置硬化”估计器来减轻这种污染。一路上，我们提出了一个估计重建长波长的密度模式，在其他地方提出的“潮汐重建”技术的精神，并讨论了这个估计的主要偏见。在应用偏置硬化之后，我们发现对于SKA-Low，CHIME和HIRAX的第一阶段，透镜势功率谱的检测仍然具有挑战性，与忽略这些影响的预测相比，重力非线性使信噪比降低了几倍。另一方面，透镜和星系团或宇宙剪切之间的交叉相关性，从一个大的光度测量看起来很有希望，只要系统学可以得到充分的控制。我们得出了类似的结论，一个单碟调查的灵感来自CII测量计划CCAT总理，这表明透镜是一个有趣的科学目标，不仅为21厘米的调查，但也为其他线路的强度图。
2018-09-04 astro-ph.CO gr-qc
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
