Weak-lensing shear estimates with general adaptive moments, and studies of bias by pixellation, PSF distortions, and noise
在弱引力透镜中，星系图像中亮度轮廓的加权四极矩是估算引力切变的常用方法。我们采用一般自适应矩（GLAM）研究剪切偏置的根本原因，并为实际定义的图像椭圆度。GLAM椭圆率对于任何选择的权重配置文件都具有有用的属性：加权椭圆率与椭圆图像的等照度线相同，并且在没有噪声和像素化的情况下，它始终是减少剪切的无偏估计。我们表明，矩为基础的技术，自适应或不加权，是类似于基于模型的方法，在这个意义上，它们可以被看作是不完美的椭圆形轮廓的图像拟合。由于拟合中的残差，基于矩的椭圆度估计在从观测图像推断时容易出现拟合不足的偏差。该估计基本上主要受到像素化的限制，像素化破坏了原始预视图像上的信息。我们给出了一个优化的估计的预见GLAM椭圆度和量化的无噪声图像的偏见。为了处理像素噪声，我们考虑贝叶斯方法，其中如果我们不适当地考虑我们对拟合残差的无知，则GLAM椭圆率的后验可能与真实椭圆率不一致。这种欠拟合偏差是S/N无关的，但是随着前视亮度分布和后视图像上的像素噪声的相关性或异质性而变化。此外，当从具有内在属性（尺寸、形心位置、内在形状）分布的源样本中推断恒定椭圆率或更相关的恒定剪切力时，如果使用不正确的先验知识，则会出现额外的、现在依赖于噪声的偏向低S/N。固有属性。我们讨论了这种先验偏差的起源。
2017-05-18 astro-ph.CO
An Implementation of Bayesian Lensing Shear Measurement
Bernstein和Armstrong（2014）开发的贝叶斯引力剪切估计算法可能用于克服乘性噪声偏差，并使用非常低的信噪比（S/N）星系图像恢复剪切。在这项工作中，作者证实了该方法在简化的演示中几乎是无偏的，但没有对具有真实像素噪声的图像进行测试。在这里，我提出了一个完整的实现拟合模型的星系图像，包括一个点扩散函数（PSF）和像素化的影响。我使用模拟星系图像测试了该实现，模拟星系图像被建模为n=1（指数）和n=4（De Vaucouleurs）的Sersic轮廓，与PSF和平坦像素响应函数卷积。我对PSF使用了一个圆形高斯模型，以避免潜在的PSF拟合错误。我模拟星系平均观察，后PSF半高全宽等于约1.2倍的PSF，对数正态散射。我还画出了对数正态分布的通量。我进行了独立的模拟，每个模拟都调整了像素噪声，以产生不同的平均S/N，范围从10-1000。我对所有图像都进行了恒定的剪切。我将模拟图像拟合到具有真实Sersic指数的模型中，以避免建模偏差。在所有情况下，我恢复了输入剪切，分数误差小于2 x 10^{-3}。在这些受控条件下，并且在没有其他乘法误差的情况下，这种实现对于当前调查是足够无偏的，并且接近计划调查的要求。
2014-12-12 astro-ph.CO
Spatial Propagation of Weak Lensing Shear Response Corrections
在本文中，我们将展示如何响应函数修正剪切测量（如所需的元校准）传播到宇宙剪切功率谱。我们研究了一个2球像素（也称为HEALpixel）校正和一个前向建模方法，使用简单的高斯模拟。在2球像素校正方法中，我们找到一个自由参数，它是局部响应矩阵的容许条件数：如果这个值太大，则会导致散粒噪声功率谱的放大，如果太小，则会导致面积损失（以及可能的选择偏差）。相反，通过对功率谱进行前向建模，可以避免这种选择。这也适用于使用剪切响应校准图的基于图的推断方法。
2023-02-28 astro-ph.CO
Weak gravitational lensing shear measurement with FPFS: analytical mitigation of noise bias and selection bias
专用的“第四阶段”天文台将很快观测整个河外天空，以测量由弱引力透镜引起的星系形状的“宇宙剪切”变形。为了测量这些星系的表观形状，我们提出了一个改进版本的傅立叶功率函数Shapard（FPFS）剪切测量方法。这现在包括对困扰所有形状测量算法的偏差源的分析校正：包括噪声偏差（由于可观测量的非线性组合中的噪声）和选择偏差（由于剪切星系或多或少可能被检测到）。至关重要的是，这些分析解决方案不依赖于外部图像模拟的校准。对于孤立星系，小的剩余$\sim$ $10^{-3}$乘性偏差和$\lesssim$ $10^{-4}$加性偏差现在满足第四阶段实验的科学要求。FPFS还可以准确地用于微弱的星系，并能有效地防止恒星污染。未来的工作将集中在去混合重叠星系。本文使用的代码可以在每CPU秒内处理$>$ $1000$星系图像，可以从https://github.com/mr-superonion/FPFS获得。
2022-02-01 astro-ph.CO astro-ph.IM
Hierarchical probabilistic inference of cosmic shear
由引力透镜引起的星系图像剪切的点估计涉及噪声、像素化和模型不确定性存在的复杂逆问题。我们提出了一种概率正演建模方法，引力透镜的推断，有可能减轻偏见的推断，在最常见的点估计，是实用的即将到来的透镜调查。我们的统计框架的第一部分需要在给定的图像中的星系的参数化模型的成像调查的像素数据的似然函数的规格。我们通过边缘化对像素数据有贡献的所有固有星系属性（即，不限于星系椭圆率），并通过具有适当灵活的条件概率分布规范的分层推断来学习星系固有属性的分布。我们使用的重要性抽样分离建模的小成像区域的全球剪切推理，从而使我们的算法计算上易于处理的大型调查。通过简单的数值例子，我们证明了我们的重要性抽样方法的准确性的提高，以及当数据是从未知数量的不同的星系种群具有不同的形态特征时，条件分布规范的内在星系属性的意义。
2014-11-10 astro-ph.CO
Deep-field Metacalibration
提出深场元校准技术，利用更深成像巡天进行校准，将弱引力透镜剪切测量的精度退化从20%降至约5%或更低，同时满足未来巡天的系统误差要求。
2023-05-16 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Effects of Calibration on the Bias of Shear Measurements
即将到来的大规模巡天将很快尝试以前所未有的精度测量宇宙剪切，这要求在星系剪切测量中具有类似的高精度。像素化、不完善的点扩散函数（PSF）校正和像素噪声等因素都可能直接或间接导致剪切测量中的偏差，因此可能需要针对内部、外部或模拟数据校准剪切测量方法，以使偏差最小化。因此，理解这种校准的性质是很重要的。在本文中，我们表明，一个典型的校准过程中，平均不会留下任何残余的加性偏差，但会留下一个残余的乘性偏差。此外，校准后偏差参数的误差将从这些参数的校准前测量的误差改变，并且平均增加，但是这在降低乘性偏差的预期值方面通常是值得的。我们发现，在大多数典型的情况下，这是值得应用一阶偏置校正，而高阶偏置校正是唯一值得的方法与固有的高乘法偏差（$>10$百分比）或当模拟的大小是非常小的（$<10^6$模拟星系）。
2018-09-25 astro-ph.CO
Bayesian Lensing Shear Measurement
我们从背景星系图像中推导出弱引力透镜剪切的估计量，通过严格的贝叶斯测量处理来避免噪声引起的偏差。推导出的剪切估计处置与分配的椭圆率个别星系是典型的以前的方法星系透镜。剪切估计的贝叶斯后验的平均值是无偏的，在大量的背景星系的限制，无论个别星系的噪声水平。贝叶斯形式主义需要一个先验描述的（无噪声）分布的目标星系人口在一些参数空间，这先验可以构建从低噪声图像的子样本的目标人口，可从长期的积分的一部分调查领域。我们找到两种方法来结合这种精确的治疗噪声与严格治疗的影响，仪器点扩散函数和采样。贝叶斯模型拟合（BMF）方法将像素数据的可能性分配给星系模型（例如，Sersic椭圆）。贝叶斯傅立叶域（BFD）方法将像素数据压缩为傅立叶空间中PSF校正后计算的一小组加权矩。一个数值试验，使用一个简化模型的偏置星系测量过程表明，贝叶斯形式主义恢复应用剪切$<1$部分在$10^3$的准确性，并提供准确的不确定性估计。BFD是第一个无模型的剪切测量算法，不需要近似或特别假设来校正PSF、噪声或采样对星系图像的影响。这些算法是很好的候选人，为实现千分之一的剪切推断所需的半球尺度弱引力透镜调查。（节略）
2013-12-02 astro-ph.CO
Shear measurement bias I: dependencies on methods, simulation parameters and measured parameters
我们提出了一个研究的剪切偏置的依赖关系的模拟（输入）和测量（输出）参数，噪声，点扩散函数各向异性，像素大小，和模型偏差来自两个不同的和独立的星系形状估计。我们使用基于GREAT3控制空间常数分支的Galsim模拟图像，并通过模型拟合方法（gFIT）和基于矩的方法（Kaiser-Squires-Broadhurst）测量剪切偏差。我们发现这两种方法的输入和输出参数的偏差依赖关系，我们确定的主要依赖关系和原因。大多数结果是一致的两个估计，一个有趣的结果给出的方法的差异。我们还发现重要的依赖方向和形态的性质，如流量，大小和椭圆度。我们发现，噪声和像素化的输出属性和星系方向的偏差依赖性中发挥了重要作用。我们展示了一些模型偏差的例子，产生的Sersic指数n的偏差依赖，以及不同的剪切偏置组成的一个单一的Sersic配置文件和星系与光盘和凸起的星系之间的星系。我们还看到了一个重要的耦合偏置依赖的几个属性之间。正因为如此，我们需要同时研究几个测量的属性，以正确理解剪切偏置的性质。本文作为第一步的配套文件，描述了一种机器学习方法来建模剪切偏置作为一个复杂的功能，许多观察到的属性。
2020-10-13 astro-ph.CO
Euclid: Improving the efficiency of weak lensing shear bias calibration. Pixel noise cancellation and the response method on trial
本文比较了Euclid弱引力透镜剪切标定中不同噪声消除方法的效率，发现响应方法在随机定位星系的小剪切场景下可将模拟效率提升70倍，像素噪声消除可将运行时间降低7倍，并证明旋转整个场景能增强混叠情况下的形状噪声消除效率。
2024-01-16 astro-ph.CO
Mitigating Shear-dependent Object Detection Biases with Metacalibration
元校准是一种测量弱引力透镜剪切的新技术，它对孤立星系图像是无偏的。在这项工作中，我们测试元校准重叠，或“混合”的星系图像。使用标准的元校准，我们发现几个百分点的剪切测量偏差的星系密度相关的电流调查，这种偏差随着星系数密度的增加。我们表明，这种偏见是不是由于混合本身，而是剪切相关的对象检测。如果对象检测是剪切无关的，则原则上不需要图像的去混合。我们证明，检测偏差准确地删除时，包括对象检测的元校准过程中，我们称之为元检测技术。该过程涉及对天空的小区域的图像应用人工剪切，并对剪切图像执行检测，以及用于计算剪切响应的测量。我们证明，该方法可以准确地恢复弱剪切信号，即使在高度混合的场景。在元校准过程中，物体之间的空间被相干地剪切，这与真实宇宙并不完全匹配，在真实宇宙中，一些但不是所有的星系图像被相干地剪切。我们发现，即使是最坏的情况下，在对象之间的空间是完全unsheared，由此产生的剪切偏差是在未来的调查最多百分之零点几。我们讨论了必须满足的其他技术挑战，以实现元检测的真实调查。
2020-08-17 astro-ph.CO
Limitations for shapelet-based weak-lensing measurements
我们试图了解在两个现实条件下从圆形和椭圆形shapelet模型获得的形状估计的影响：（a）只有有限数量的shapelet模式可用于模型，和（b）的固有星系形状不限于shapelet模型。我们创建了一组简单的模拟，其中银河系的形状遵循Sersic配置文件。通过改变Sersic指数和施加的剪切，我们量化了剪切估计的偏差量，这是由于建模不足而引起的。由于PSF卷积，像素和像素噪声的其他并发症也进行了讨论。陡峭和高度椭圆形的星系形状无法在圆形小形基系统中精确建模，并且偏向于较浅和较短的形状。这个问题可以通过允许椭圆基函数来部分解决，但是对于陡峭的轮廓，椭圆形模型仍然严重依赖于精确的椭圆度先验。因此，剪切估计值通常偏低。独立的特定形式的估计，偏差取决于真正的内在星系形态，但也对PSF的大小和形状。只要这里讨论的问题没有得到解决，shapelet方法就无法提供具有即将到来的任务和调查所需精度的弱透镜测量，除非可以提供准确可靠的校准，具体针对正在调查的数据集。
2009-06-29 astro-ph.CO astro-ph.IM
Flexion measurement in simulations of Hubble Space Telescope data
我们提出了一个模拟分析弱引力透镜弯曲和剪切测量使用shapelet分解，并确定弯曲和剪切测量噪声之间的差异，在深调查数据。从哈勃太空望远镜超深场（HUDF）的星系模型和应用校正的HUDF点扩散函数，我们产生透镜模拟深，光学成像数据从哈勃的高级相机的调查（ACS），与现实的星系形态。我们发现，弯曲和剪切估计在我们的测量管道不同：而固有的星系形状通常是剪切估计噪声的主要贡献，由于有限的光子计数和探测器读取噪声的像素噪声是弯曲估计的不确定性的主要贡献者，在广泛的星系信噪比。这种像素噪声也增加得更快，星系信噪比降低比剪切估计发现。我们提供了简单的幂律拟合函数的这种行为，弯曲和剪切，允许的效果，以适当占在未来的预测弯曲测量。使用模拟，我们还量化了我们的shapelet弯曲和剪切测量管道的系统偏差，用于深哈勃数据集，如来自形态学和SED的星系演化，空间望远镜A901/902星系演化调查或宇宙演化调查。测量偏差被认为是显着的，但与以前的研究一致。
2013-08-14 astro-ph.CO
Avoiding lensing bias in cosmic shear analysis
本文提出基于 pseudo-$C_\ell$ 技术和均匀加权像素化剪切图的方法，以模型无关的方式有效抑制宇宙剪切分析中的多种透镜偏差，且不损失宇宙学参数约束精度。
2025-08-11 astro-ph.CO
Rainbow Cosmic Shear: Optimisation of Tomographic Bins
在本文中，我们解决的问题，找到最佳的宇宙剪切层析箱。我们概括了一个宇宙剪切层析箱的定义是一组通常标记的体素在光度颜色空间，而不是直接定义在红移箱。我们探索这种方法，通过使用自组织映射来定义多维颜色空间，和我们定义一个“标签空间”的自组织映射上的连接区域使用重叠的椭圆盘。这使我们能够通过搜索标签空间来找到最佳的标签方案。我们使用的度量是暗能量状态方程测量的信噪比，在这种情况下，我们发现，对于多达五个层析箱的最佳颜色空间标签是一个近似的等间距的分仓在红移，这是在所有情况下的最佳配置。我们还表明，这样的重新定义是更强大的光度红移离群值比标准的层析箱选择。
2019-01-19 astro-ph.CO
A new observable for cosmic shear
本文介绍一种新的观测量来测量宇宙剪切。我们表明，如果我们可以测量具有良好的精度，一个星系的方向和其无线电发射的偏振方向，它们之间的角度是敏感的前景宇宙剪切。即使单次测量的信噪比预计会相当小，但给定像素中的所有星系都受到相同剪切的事实可以用来克服噪声。这种可观察的另一个优点是信号不受内在对齐的困扰。我们估计SNR的剪切关联函数测量，以这种方式与未来的SKA II调查。
2022-06-13 astro-ph.CO gr-qc
Galaxy shape measurement synergies between LSST and Euclid
我们表明，联合分析LSST的地面成像与欧几里德的空间成像导致星系形状测量的精度和准确性的提高。在星系星等为$i \sim 24.5$的情况下，与单独进行每次调查的分析相比，联合调查分析使宇宙剪切研究的有效星系数密度增加了$\sim 50$ %。使用一个现实的分布星系的大小，椭圆度和星等下降到$i = 25.2$，我们模拟LSST一样和欧几里德像超过一百万孤立星系的图像。我们比较了四种不同分析的精度和准确度恢复星系椭圆度：LSST，欧几里德，同时联合像素分析的两个调查，和一个简单的目录级调查组合。在微弱和小星系的制度，没有调查优于单独，我们发现一个$\sim 20$百分比增加星系形状测量的精度时，我们采用联合像素分析，相比，目录级的组合。然而，由于宇宙剪切的统计功率主要是由固有的椭圆率噪声，这种改善形状测量噪声只会导致一个$\sim 5$百分比改善星系的有效数密度透镜的研究。我们认为这是联合像素分析对较不准确的目录级组合的最小改进，因为前者还将提高LSST去混合近距离物体的能力。
2019-01-24 astro-ph.CO astro-ph.IM
Interpolating Masked Weak Lensing Signal with Karhunen-Loeve Analysis
我们探讨了Karhunen Loeve（KL）分析在解决重力剪切测量分析中的实际问题中的实用性。来自大视场弱透镜巡天的切变星表将受到许多系统性的限制，特别是由于前景源的不完全覆盖和像素级遮蔽。我们开发了一种方法，使用二维KL剪切本征模插入噪声剪切测量掩蔽区域。我们探索这种方法的结果与模拟剪切目录，使用统计结果的地图中的高收敛区域。我们发现，KL程序不仅最大限度地减少了由于在该领域中的掩蔽区域的偏见，它也减少了虚假的峰计数从形状噪声的一个因素~ 3在宇宙学敏感的制度。这表明，KL重建掩蔽剪切不仅是有用的创建强大的收敛映射掩蔽剪切目录，但也提供了改进的参数约束的剪切峰值统计研究的承诺。
2011-09-23 astro-ph.CO
Analytical weak-lensing shear response of galaxy model fitting
Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
本文提出五重数方法，用于分析银河模型拟合在弱透镜剪切扭曲下的响应，以提高弱透镜分析的准确性。
2026-10-02 astro-ph.CO
Measuring the Reduced Shear
在弱透镜测量中，忽略二阶修正会导致宇宙剪切的百分之几的不确定性，这对星系团透镜质量重建变得更加重要。当存在点扩散函数时，现有的声称测量约化剪切的方法不一定精确到二阶。我们表明，张（2008）的方法准确地测量在PSF的存在下，在二阶水平的约化剪切。为进一步证实我们的计算，以及根据一阶性质判断二阶剪切测量方法的精度，提供了一个简单的定理。Zhang（2008）的方法在数学上得到了很好的定义。它不需要对星系的形态和PSF的假设。为了达到亚百分比级的精度，CCD像素尺寸需要不大于PSF的半高宽（FWHM）的1/3。使用一个大的集合（> 10^7）的模拟星系的不受限制的形态，我们发现，污染的剪切信号从背景光子的噪声可以被删除，在一个定义明确的方式，因为它们不相关的源的形状。由于背景噪声的残余剪切测量误差是一致的，即使当这种噪声的幅度达到约1/10的源通量在半光半径的源在百分之几的水平为零。在我们的模拟中，这个极限原则上可以进一步扩展到更大的星系系综。另一方面，源泊松噪声仍然是系统误差的原因。对于亚百分比级的精度，我们的方法要求源泊松噪声的幅度小于源的半光半径内的源通量的1/80 ~ 1/100，对应于收集大约10^4个源光子。
2011-12-05 astro-ph.CO astro-ph.IM
Accurate Shear Measurement with Faint Sources
为了使宇宙剪切成为精确的宇宙学探测器，必须明确地识别和校正剪切测量方法中的系统误差。本系列的先前工作已经证明，宇宙剪切可以在存在背景噪声和有限像素大小的情况下在傅立叶空间中精确测量，而无需对星系和PSF的形态进行假设。由于源光子数的有限性，剩余的主要误差源是源泊松噪声。这个问题对于太空弱透镜测量中的微弱星系和短曝光时间的地面图像特别重要。在这项工作中，我们提出了一个简单而严格的方法来消除剪切偏置的源泊松噪声。我们的噪声处理可以通过MultiDrizzle推广到多次曝光的图像。SDSS和COSMOS/ACS数据证明了这一点。与一个大的合奏模拟星系图像的不受限制的形态，我们表明，我们的剪切测量方法可以实现子百分之一级的准确性，即使图像的信噪比小于5一般，使其成为最有前途的技术，宇宙剪切测量在正在进行的和即将到来的大规模星系调查。
2015-02-12 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
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
Differentiable Forward Modeling for Efficient and Accurate Shear Inference
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；University of Maryland（马里兰大学）；University of Michigan（密歇根大学）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）；Imperial College（帝国理工学院）
本文提出一种基于贝叶斯框架的剪切推断方法，利用可微前向模型和GPU加速，实现高精度剪切测量，满足LSST的精度要求。
2026-08-24 astro-ph.CO astro-ph.IM
Systematic tests for position-dependent additive shear bias
我们提出了新的测试，以确定在弱引力透镜数据集的静态位置相关的附加剪切偏置。这些测试对于目前正在进行和计划中的宇宙剪切调查是重要的诊断，因为这种偏差会引起相干剪切模式，可以模仿并可能使宇宙剪切信号产生偏差。这些测试的中心思想是确定所有星系的平均椭圆率，并在像素平面的网格中进行形状测量。这些平均椭圆度的绝对值的分布可以与随机目录进行比较;差异指向数据中的系统性。此外，我们引入了一种方法来量化的空间相关性的附加偏差，这抑制了宇宙剪切的贡献，从而简化了识别的数据中的位置相关的附加剪切偏差。我们将这些测试应用于加拿大-法国-夏威夷望远镜透镜巡天（CFHTLenS）和千度巡天（KiDS）的公开剪切目录，并找到小尺度下小但不可忽略的剩余加性偏差的证据。由于这种残余偏差小于这些尺度下剪切相关信号的误差，因此它不太可能在CFHTLenS的已发表宇宙剪切结果中引起显著偏差。在CFHTLenS中，该系统信号的幅度在用于模拟PSF的恒星数量高于平均值的领域中与零一致，这表明位置相关的附加剪切偏置源于图像中的欠采样PSF变化。
2017-04-21 astro-ph.CO
KiDS-450: Tomographic Cross-Correlation of Galaxy Shear with {\it Planck} Lensing
我们提出了在千度巡天（KiDS-450）中测量的星系透镜与普朗克2015年探测到的宇宙微波背景（CMB）的重叠透镜测量之间的层析交叉相关性。我们将我们的联合探测测量与平坦$Λ$ CDM宇宙学的理论预期进行比较，假设KiDS-450宇宙剪切和普朗克CMB分析的最佳拟合宇宙学参数。我们发现，我们的结果是一致的$1σ$与KiDS-450宇宙学，与振幅重标度参数$A_{\rm KiDS} = 0.86 \pm 0.19$。采用普朗克宇宙学，我们发现我们的结果在$2σ$内与$A_{\it Planck} = 0.68 \pm 0.15$一致.我们发现，在这两种情况下，当污染的信号由固有的星系排列占，增加$\sim 0.1$的$\sim 0.1$的协议得到改善。这是第一次层析分析的星系透镜- CMB透镜互相关信号，是基于五个光度红移箱。我们使用这种测量作为一个独立的验证的乘法剪切校准和校准源的红移分布在高红移。我们发现，这两个量的约束是强相关的，从这种技术，因此不应被视为一个独立的竞争力校准工具。
2017-03-09 astro-ph.CO
Photometric Redshift Calibration with Self Organising Maps
精确的测光红移校准是从宇宙剪切调查的所有宇宙学约束的鲁棒性的核心。对KiDS的分析重新加权了来自所有重叠光谱调查的训练样本，以提供直接的红移校准。使用自组织映射（SOM），我们证明了这种光谱编译是足够完整的KiDS，代表$99\%$的有效的二维宇宙剪切样本。我们使用SOM来定义一个$100\%$代表“金”宇宙剪切样本，每个层析箱。使用模拟模拟KiDS和光谱训练集，我们估计的不确定性的SOM红移校准，并发现光度噪声，样本方差，光谱选择效应（包括红移和幅度不完整性）诱导合并的最大散射的红移分布重建（$Δ\langle z \rangle=\langle z \rangle_{\rm est}-\langle z \rangle_{\rm true}$）的偏差$σ_{Δ\langle z \rangle} \leq 0.006$在所有的层析箱。我们表明，SOM校准是无偏的情况下，无噪声测光和完全代表性的光谱数据集，从理论上预期。在我们的模拟数据中包括光度噪声和光谱选择效应引入了最大偏差$Δ\langle z \rangle =0.013\pm0.006$，或$97.5\%$置信度下的$Δ\langle z \rangle \leq 0.025$，一旦质量标志已应用于SOM。这里提出的方法是一个显着的改进，以前采用的直接红移校准实施KiDS，由于其诊断和质量保证能力。在未来的宇宙剪切研究中…
2020-03-19 astro-ph.CO astro-ph.IM
The little coadd that could: Estimating shear from coadded images
本文通过图像模拟比较多历元同时拟合与叠加图像剪切估计，证明在有原则叠加条件下 Metacalibration 和 BFD 均可将乘性偏差控制在0.1%以下，并提出适用于 LSST 的单元格叠加方案。
2024-07-01 astro-ph.CO
GALAPAGOS: From Pixels to Parameters
为了在大型调查应用中自动进行源检测，二维光剖面Sersic建模和目录编译，我们引入了一个新的代码GALAPAGOS，大面积星系分析：通过SExtractor的GALFITting对象进行参数评估。基于一个单一的设置，GALAPAGOS可以处理一套完整的调查图像。它检测数据中的源，估计本地天空背景，为所有源切割邮票图像，准备对象掩模，执行包括邻居的Sersic拟合，并在最终输出目录中编译所有对象。对于初始源检测GALAPAGOS应用SExtractor，而GALFIT被纳入建模Sersic配置文件。它通过通量增长曲线测量Sersic拟合中涉及的背景天空。GALAPAGOS根据SExtractor形状参数确定邮票大小。为了获得精确的模型参数，GALAPAGOS采用了复杂的排序机制，并利用现代CPU的多路复用能力。它将SExtractor和GALFIT数据合并到一个输出表中。当合并来自重叠图块的信息时，GALAPAGOS会自动删除来自相同来源的多个条目。GALAPAGOS是用交互式数据语言IDL编写的。我们测试的稳定性和能力，以适当地恢复结构参数广泛与人工图像模拟。此外，我们成功地将GALAPAGOS应用于STAGES数据集。对于单轨道HST数据，单个2.2 GHz CPU每24小时处理约1000个主要源。请注意，GALAPAGOS结果主要取决于用户定义的参数设置。本文提供了有用的指南，…
2012-03-08 astro-ph.CO astro-ph.IM
Measurement and Calibration of Noise Bias in Weak Lensing Galaxy Shape Estimation
弱引力透镜有可能将宇宙学参数限制到高精度。然而，正如剪切测试计划（STEP）和引力透镜精度测试（GREAT）挑战所示，测量星系剪切是一项不平凡的任务：各种方法引入了不同的系统偏差，必须加以考虑。我们调查如何像素噪声图像上的影响剪切估计的偏差，从最大李克森正向模型拟合方法使用的共椭圆Sérsic配置文件的总和，在补充的理论方法的相关文件。我们使用一个简单但现实的星系模型来评估偏差，发现仅噪声的影响就可能导致测量剪切的偏差为1-10%，这对当前和未来的透镜调查具有重要意义。我们评估了一种基于模拟的校准方法，以创建一个偏差模型作为星系属性和观测条件的函数。然后，该模型用于校正模拟测量。我们证明，这种方法可以有效地减少噪声偏差，使剪切测量达到所需的精度水平，估计宇宙剪切在即将到来的透镜调查。
2012-03-22 astro-ph.CO
Diagnosing multiplicative error by lensing magnification of type Ia supernovae
弱透镜效应导致Ia型超新星（SNe Ia）流量的空间相干波动。这种透镜放大率允许独立于宇宙剪切的弱透镜测量。它没有与宇宙剪切相关的形状测量误差，因此可以用于诊断和校准乘法误差。虽然这种透镜放大率很难在自相关中精确测量，但它与宇宙切变和重叠区域星系分布的交叉相关可以测量到更高的精度。因此，这些互相关可以对乘性误差施加有效的约束，并且在弱透镜场中所得到的约束是不受宇宙方差影响的。我们提出了两种方法实现这一想法，并估计其性能。我们发现，利用LSST望远镜（Zhan et al. 2008）的D2k巡天可以实现的$\sim 1$百万SNe Ia，可以检测到源星系在$z_s\sim 1$的$\sim 0.5\%$的乘法误差，并且可以将较大的乘法误差校正到$0.5\%$的水平。因此，这是一个很有希望的方法，可以控制第四阶段项目所需的百分之几的乘数。这两种方法的结合甚至有可能诊断和校准星系内禀排列，这是宇宙剪切宇宙学中的另一个主要系统误差。
2015-04-03 astro-ph.CO
Blending effects on shear measurement synergy between Euclid-like and LSST-like surveys
Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）；Leiden University（莱顿大学）
本文通过图像模拟评估混合效应对类 Euclid 与类 LSST 弱透镜剪切测量协同的影响，发现合并任一巡天探测到的全部星系可获得最高有效星系数密度。
2025-09-22 astro-ph.CO
Radio-Optical Galaxy Shape and Shear Correlations in the COSMOS Field using 3 GHz VLA Observations
我们提出了一个弱透镜分析的3 GHz的VLA无线电调查的COSMOS领域，我们与重叠的HST-ACS光学观测使用固有的星系形状和宇宙剪切相关统计。在两个星表之间进行交叉匹配后，我们测量了星系位置角的相关性，并找到了$0.14 \pm 0.03$的Pearson相关系数。这是一个显着的改进，从以前的研究发现非常弱，或不存在的相关性，并提供了深入了解无线电和光学星系的发射过程。我们还从这两个星表中提取平均星系椭圆率（宇宙剪切的主要可观测值）的功率谱，并产生光学-光学、无线电-光学和无线电-无线电谱。光学-光学自动功率谱的检测显著性为9.80 $σ$，与以前对同一场的观测结果一致。对于无线电频谱（鉴于其系统学的未知性质，我们没有校准），尽管我们没有检测到显著的无线电光学（1.50 $σ$）或无线电-无线电（1.45 $σ$）$E$ -模式功率谱，我们确实发现$E$ -模式谱与从先前研究预期的剪切信号比与零信号更一致，对于$B$模式和$EB$互相关谱，反之亦然。我们的研究结果给承诺，未来的无线电弱透镜调查与更大的源数密度在更大的地区将有能力测量显着的弱透镜信号。
2019-08-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Masked areas in shear peak statistics: a forward modeling approach
剪切峰的统计已被证明提供了有价值的宇宙学信息的功率谱之外，并将是一个重要的约束宇宙学模型与即将到来的天文调查提供的大调查区域。巡天包括由于亮星、坏像素等造成的遮蔽区域，这些区域在从剪切图产生宇宙学约束时必须加以考虑。我们提倡一种前向建模方法，其中掩蔽（和其他调查文物）的影响占在宇宙学参数的理论预测，而不是从调查数据中删除。我们使用基于深度透镜调查的掩模，并探索高达37%的调查区域被LSST和DES规模调查掩盖的影响。通过重建孔径质量图，消除了掩蔽效应，与简单地通过掩蔽区域减少调查区域相比，统计不确定性降低了14%。我们发现，即使在存在大的调查掩模，宇宙学参数估计的偏差在正演模拟过程中产生的是~ 1%，主要由有限的模拟量造成的偏差。我们还探讨了这种潜在的偏差如何与调查区域的规模，并发现小的调查区域更显着的宇宙结构的差异，在数据和模拟量的影响，由于宇宙方差。
2014-10-20 astro-ph.CO
An accurate and practical method for inference of weak gravitational lensing from galaxy images
我们使用Bernstein & Armstrong（2014，BA 14）提出的贝叶斯傅立叶域（BFD）方法的实现，证明了弱引力透镜剪切的高度准确的恢复，扩展到校正选择偏差。BFD形式主义是严格正确的Nyquist采样，背景有限，不拥挤的背景星系的图像。BFD并不给星系分配形状，而是将像素数据D压缩成矩向量M，这样我们就有了概率P（M）的解析表达式|g）获得沿视线具有引力透镜畸变g的观测。我们实现了一个算法进行BFD的积分人口的非透镜源星系的措施~10星系/秒/核心具有良好的缩放性能。该代码在~10^9个模拟透镜星系图像上的初始测试将模拟剪切恢复到m=0.0021+-0.0004的分数精度，比以前任何普遍适用的方法都要精确得多。深空曝光产生一个足够准确的近似无噪声，无透镜的星系人口分布假设为输入BFD。该方法的潜在扩展包括同时测量放大率和剪切;多次曝光，多波段观测;以及光度红移和透镜层析成像的联合推断。
2016-04-27 astro-ph.CO astro-ph.IM
Combining spectroscopic and photometric surveys using angular cross-correlations III: Galaxy bias and stochastisity
在本系列的第一篇文章中，我们研究了窄红移仓中重子声学振荡（BAO）、红移空间畸变（RSD）和弱透镜效应（WL）对角互相关测量的影响。第二篇论文提出了一个多示踪剂预报，作为品质因数（FoM），结合了光度和光谱第四阶段调查。来自星系偏差的不确定性，光追踪质量的方式，是预测的一个重要因素。固定偏差将使我们的FoM等效于组合约束的3.3倍大的面积。本文重点讨论了模型的偏差如何影响这些结果。在合并的预测中，透镜效应既帮助又受益于在宇宙学参数边缘化后重叠调查中改进的偏差测量。在计数剪切中添加第二透镜群体对偏置误差没有大的影响，但是移除所有计数剪切信息以显著的方式增加偏置误差。我们还讨论了WL，放大倍率，RSD和BAO的相对影响，以及结果如何作为偏置幅度，光z误差和样品密度的函数而变化。默认情况下，我们使用一个偏置参数每个箱（72个窄箱），但我们表明，当我们使用其他参数化时，结果没有太大变化，总共至少有3个参数。偏倚随机性，即使作为一个新的自由参数添加到每个箱中，也只会使FoM适度降低。在一般情况下，我们发现，品质因数的退化所造成的知识偏差的不确定性是显着较小的重叠调查。
2015-07-31 astro-ph.CO
Consequences of CCD imperfections for cosmology determined by weak lensing surveys: From laboratory measurements to cosmological parameter bias
微弱的引力透镜会使光线被前景物质的引力弯曲，从而导致星系表观形状的微妙变化。通过测量大量星系的形状（最近的调查中有数百万个，未来的调查中将达到数百亿个），我们可以推断出决定宇宙学的参数。用于记录天空图像的探测器的缺陷可能会导致星系表观形状的变化，这反过来又会使推断的宇宙学参数产生偏差。在本文中，我们认为两个广泛讨论的传感器缺陷的效果：树环，由于杂质梯度，导致横向电场的电荷耦合器件（CCD），和像素大小的变化，由于周期性的CCD制造误差。当探测器受到均匀照明（平场图像）时，可以观察到这些缺陷。我们开发的方法来确定虚假的剪切和收敛（由于不完善）从平场图像。我们计算了如何虚假剪切时，添加到透镜剪切将偏向宇宙学参数的测定。我们将我们的方法应用于大型综合巡天望远镜（LSST）的候选传感器作为一个及时和重要的例子，分析实验室中LSST原型CCD记录的平场图像。我们发现LSST CCD中存在的树环和周期性像素尺寸变化将对从透镜功率谱确定的宇宙学参数，特别是w，Ω m和σ 8引入可忽略的偏差。
2016-04-26 astro-ph.CO
Calibrating Self-Weighted Shear Estimation via Field Distortion
State Key Laboratory of Dark Matter Physics, School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院暗物质物理国家重点实验室）；Division of Physics and Astrophysical Science, Graduate School of Science, Nagoya University（名古屋大学理学研究科物理学天体物理学科学系）
提出自加权剪切估计（SWSE）方法，通过场畸变测试（FD test）校准其固有偏差，实现与PDF-SYM相当的统计精度，适用于大规模弱引力透镜巡天。
2026-05-30 astro-ph.CO
KiDS-450 + 2dFLenS: Cosmological parameter constraints from weak gravitational lensing tomography and overlapping redshift-space galaxy clustering
我们使用450度$^2$的千度巡天（KiDS）与两个光谱巡天（2度场透镜巡天（2dFLenS）和重子振荡光谱巡天（BOSS））重叠的成像数据，对宇宙剪切层析成像、星系-星系透镜层析成像和红移空间多极子功率谱（四极和四极）进行了综合分析。我们限制星系-星系透镜和多极功率谱测量的重叠区域与KiDS，并自洽地计算使用一个大套件的$N$体模拟不同的观测值之间的完整协方差。我们系统地分析了观测量的不同组合，发现星系-星系透镜测量在改善内在排列幅度的约束方面特别有用（30%，基准数据分析中$3.5σ$为阳性），而多极功率谱在收紧沿透镜简并方向的约束方面是有用的（例如，在基准分析中的两个更强的物质密度约束的因子）。对$S_8 \equiv σ_8 \sqrt{Ω_{\rm m}/0.3} = 0.742 \pm 0.035$的完全组合约束，与单独KiDS相比提高了20%，对应于与普朗克的$2.6σ$不一致，并且不受拟合到更保守的尺度集的显著影响。考虑到参数空间的紧缩，我们无法解决与扩展宇宙学的不一致，而扩展宇宙学在模型选择意义上同时受到青睐，包括中微子质量的总和、曲率、演化的暗能量和修正的引力。我们的观测量的互补性允许修改后的重力自由度的约束，不同时绑定与任何单独的探针，并高达三个因素的改进，在$S_8$约束的扩展宇宙学相比，单独KiDS。
2017-11-08 astro-ph.CO
A Unified Catalog-level Reanalysis of Stage-III Cosmic Shear Surveys
从最近的星系成像调查宇宙学参数的限制正在达到$2-3\%$级的精度。即将到来的空间和时间遗产调查（LSST）的维拉C。鲁宾天文台将产生宇宙学参数的亚百分比水平测量，为$Λ$ CDM模型提供里程碑式的测试。为了给即将到来的LSST分析提供指导，重要的是要彻底理解最近不同星系成像调查的结果，并评估它们的质量。在这项工作中，我们对三个宇宙切变数据集进行了统一的目录级再分析：来自暗能量调查（DES-Y1）的第一年数据，来自千度调查（KiDS-1000）的1000度$^{2}$数据集，以及来自超级Suprime-Cam斯巴鲁战略计划（HSC-Y1）的第一年数据。我们利用LSST暗能量科学合作组织开发和严格测试的管道进行再分析，并评估结果对分析选择的稳健性。我们发现$S_{8}$约束是强大的两种不同的小规模建模方法，和不同的宇宙学先验的选择。我们的统一分析允许调查的一致性进行严格的测试，我们发现这三个调查是统计上一致的。由于部分重叠的足迹，我们在组合所有三个数据集时近似地对KiDS-1000和HSC-Y1之间的互协方差进行建模，从而在给定对互协方差的不同假设的情况下对$S_8$产生$1.6-1.9\%$约束。
2022-08-15 astro-ph.CO
Validation of the DESI-DR1 3x2-pt analysis: scale cut and shear ratio tests
本文通过验证DESI-DR1数据集的3x2-pt分析，测试了尺度切割和剪切比的内部一致性，以确保宇宙学约束不受非线性物质功率谱和星系偏置等模型不确定性的偏倚影响。
2026-03-30 astro-ph.CO
The Ellipticity Distribution of Ambiguously Blended Objects
使用重叠领域与空间为基础的哈勃太空望远镜（HST）和地面斯巴鲁望远镜成像，我们确定人口的混合星系混合到这样一个大的程度，他们被检测到作为单一的对象在地面的单色成像，我们标记为“模糊的混合物”。对于深层成像数据，例如大型综合巡天望远镜（LSST）的深度目标，模糊的混合人口都是大的（$\sim 14$ %），并有一个椭圆度的分布，这是不同的方式，将可能是重要的弱透镜测量的非混合对象。最值得注意的是，对于$i \sim 27$的极限星等，我们发现模糊的混合导致剪切噪声增加约14%（或透镜星系的有效投影数密度减少约12%; neff），这是由于1）更大的内禀椭圆率色散，2）与星系数密度$N_{gal}$的比例小于1/ $\sqrt{N_{gal}}$。对于LSST Gold样品（$i < 25.3$），剪切噪声增加约7%（或$n_{eff}$降低约7%）。更重要的是，比这些剪切噪声的增加，我们发现，模糊的混合物的椭圆率分布的RMS比非混合星系大13%。考虑到未来的弱透镜巡天需要将星系的椭圆率分布限制在1%以上，以减轻宇宙剪切倍增偏差，模糊混合物的不同椭圆率分布可能是一个主导系统，如果不考虑的话。
2015-09-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
An optimal quadratic estimator for window-free cosmic shear power spectra
Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo Institutes for Advanced Study (UTIAS), The University of Tokyo（东京大学宇宙物质前沿研究所（WPI）、东京大学高等研究院（UTIAS）、东京大学）；Department of Physics, The University of Tokyo（东京大学物理学系）；Center for Data-Driven Discovery (CD3), Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（东京大学数据驱动发现中心（CD3）、卡弗里宇宙物理数学前沿研究所（WPI）、UTIAS、东京大学）
本研究针对伪$C_\ell$估计量仅在小角尺度最优的问题，提出一种结合FFT、共轭梯度法与蒙特卡洛模拟的无窗宇宙剪切功率谱二次估计量，可提升全尺度测量精度并抑制模泄漏。
2026-08-03 astro-ph.CO
Deep-Field Analytical Calibration
针对弱引力透镜测量的系统偏差与有效深度降低问题，提出深场解析校准方法，利用深场图像计算剪切响应，在保持宽场统计能力的同时显著降低了噪声并提升了星系数密度。
2025-09-05 astro-ph.CO
Calibrated Ultra Fast Image Simulations for the Dark Energy Survey
大尺度结构的弱透镜效应是探测宇宙暗成分的有力手段。为了理解弱透镜效应的测量过程和相关的系统效应，图像模拟变得越来越重要。为此，我们提出了$\textit{Monte Carlo Control Loops}$（$\textit{MCCL}$ ; Refregier & Amara 2014）的第一个实现，这是一个研究弱透镜效应的连贯框架。它允许我们使用超快速图像生成器的图像模拟来建模和校准剪切测量过程（UFig; Berge等人，2013）。我们将这个框架应用于暗能量调查（DES）的科学验证期（SV）期间采集的数据子集。我们校准UFig模拟与DES图像在统计上一致。然后，我们通过扰动模拟参数进行公差分析，并研究它们对单点水平剪切测量的影响。这使我们能够确定不同输入参数对模拟的相对重要性。在空间常值系统误差和六个模拟参数下，模拟的标定达到了DES SV测区所需的弱透镜精度。此外，我们发现的剪切测量的内在椭圆率分布的敏感性，和之间的相互作用的大小和像素值诊断在约束噪声模型。这项工作是第一次应用的$\textit{MCCL}$框架的数据，并显示它如何可以被用来有条不紊地研究系统学的宇宙剪切测量的影响。
2015-04-10 astro-ph.CO
CFHTLenS: The Canada-France-Hawaii Telescope Lensing Survey
我们提出了加拿大-法国-夏威夷望远镜透镜调查（CFHTLenS），准确地确定了一个弱的引力透镜信号，从完整的154平方度的深多色数据获得的CFHT遗产调查。大尺度结构引起的弱引力透镜效应被广泛认为是宇宙学中最强有力但技术上最具挑战性的探索之一。我们概述了CFHTLenS分析管道，描述了从原始像素数据到透镜剪切和光度红移测量的链的每一步是如何以及为什么与以前对相同数据子集的分析相比进行了修改和改进。我们提出了一种新的方法来识别数据，这有助于我们的样本不可忽略的污染，并量化所需的校准水平的调查。通过一系列的宇宙学不敏感的测试，我们证明了由此产生的宇宙剪切信号的鲁棒性，提出了一个科学准备剪切和光度红移目录，为未来的开发。
2012-09-28 astro-ph.CO
Evidence for the Cross-correlation between Cosmic Microwave Background Polarization Lensing from POLARBEAR and Cosmic Shear from Subaru Hyper Suprime-Cam
我们提出了第一次测量的透镜势之间的互相关，从宇宙微波背景（CMB）{ \it偏振}数据重建，和宇宙剪切场从星系的形状。该测量是使用POLARBEAR CMB实验和Subaru Hyper Suprime-Cam（HSC）调查的数据进行的。通过分析11度$^2$重叠区域，我们拒绝了3.5 $σ$ \的零假设，并将{ \bf互谱}的振幅限制为$\widehat{A}_{\rm lens}=1.70\pm 0.48$，其中$\widehat{A}_{\rm lens}$是基于平坦$Λ$冷暗物质宇宙学的普朗克~2018{}预测归一化的振幅。由于具有${\sim}$ 6\，$μ$ K-arcmin噪声水平的深北极熊图，以及具有$n_g=23\,{\rm arcmin^{-2}}$高星系数密度的深HSC数据，不依赖于CMB温度测量的{ \bf互谱}的第一次测量是可能的。我们提出了一个详细的研究的系统预算表明，在我们的研究结果中，剩余的系统是微不足道的小，这表明了这种互相关技术的未来潜力。
2019-10-11 astro-ph.CO
