CMB Aberration and Doppler Effects as a Source of Hemispherical Asymmetries
我们相对于CMB静止系的特殊运动代表了观测到的CMB天空中的一个优选方向，因为它引起了观测到的CMB光子的明显偏转（畸变）和频率的偏移（多普勒）。这两种效应都会扭曲所有$\ell$的多极$a_{\ell m}$。这种效应是真实的，因为普朗克最近首次根据最近一些论文中的预测进行了测量。然而，当从CMB估计功率谱时，通常认为多普勒仅影响$\ell=1$多极，忽略任何其他校正。在这项工作中，我们使用一个特殊的速度$β= v/c = 1.23 \times 10^{-3}$，以评估在不同的天空区域的功率谱估计的影响，在提升帧的CMB天空的模拟。我们表明，提高诱导南北不对称的功率谱是非常重要的和不可忽略的，约（0.58 $\pm$ 0.10）%的半边天削减时，去到$\ell$ = 2500。我们认为这些效应是相关的，并且可能解释了普朗克数据中出现的一些南北不对称性，这在小尺度上尤其重要。最后，我们分析了ACT实验的特殊情况，该实验只观察到一小部分天空，并表明它在功率谱上存在约1%的偏差，并且在一些宇宙学参数上具有类似的大小：例如，峰值的位置移动了0.5%，光谱的总振幅比全天空的情况低约0.4%。
2014-02-19 astro-ph.CO
A Generalized Doppler and Aberration Kernel for Frequency-Dependent Cosmological Observables
本文针对具有自旋权$s$、多普勒权$d$和任意频谱的一般宇宙学观测量的谐波多极子，引入了一个$\textit{frequency-dependent}$多普勒和像差变换核.在宇宙微波背景（CMB）研究中，频率相关的形式主义允许修正的运动引起的畸变和多普勒效应的个人频率图上不同的掩模。它还允许用非黑体频谱降低背景辐射，如河外前景和原始光谱失真的CMB光谱。该方法也可用于校正E和B偏振模式，并解释不同频率下偏振观测量与$d\neq1$的运动诱导E/B混频。我们应用广义像差核在100和217 GHz的极化和非极化CMB的比强度，并表明运动引起的影响通常随观察频率的增加。在全天空CMB实验中，黑体光谱的运动诱导效应的频率依赖性总体上可以忽略不计。然而，在切割天空分析中，忽略频率依赖性可能导致在所有角尺度上的偏振和非偏振功率谱中的百分比水平误差。在我们的分析中使用的特定切割天空（$b > 45^\circ, f_\text{sky}\simeq14\%$），和偶极推断的速度$β=0.00123$通常归因于我们的特殊运动，多普勒和像差效应可以改变偏振和非偏振功率谱的特定强度的CMB静止帧由$1-2\%$，但我们发现E和B模式之间的偏振交叉泄漏是可以忽略的。
2017-10-12 astro-ph.CO
Reconstructing the Peculiar Velocity of the Local Group with Modified Gravity and 2MASS
从局域密度场的不均匀性重建的局域群的特有速度与从宇宙微波背景偶极子推断的速度在方向和大小上不同。我们调查是否广义引力理论，预测修改增长的扰动，能够减轻这种差异。我们介绍了一个一般的形式主义计算实空间的特殊速度场的修改引力和理论与相互作用的黑暗部门。对于不同类别的理论-标量张量和高维引力-我们重建本星系群特有的速度在2 MASS红移调查中确定的星系群。我们表明，对于现实的参数，广义相对论的修改不能占重建的本地群速度和偶极子在宇宙微波背景的角度差异。
2009-06-12 astro-ph.CO
Aberrating the CMB sky: fast and accurate computation of the aberration kernel
众所周知，我们相对于宇宙微波背景（CMB）静止坐标系的运动引入了一个大的偶极CMB各向异性，其振幅为~beta=v/c~10^{-3}。此外，它应该导致一个小的统计各向同性的突破，这在更高的多极变得最显着。原则上，这可以用来确定我们的速度相对于CMB静止框架使用高角分辨率数据从普朗克，而不直接依赖于振幅和方向的CMB偶极子，使我们能够约束宇宙学模型中，宇宙偶极子产生部分从大规模的等曲率扰动，而不是完全运动诱导。在这里，我们推导出简单的递归关系，允许精确计算不同球谐系数之间的运动引起的耦合。虽然最低阶近似的耦合内核可以是不足的2-5倍，在多极l~1000-3000，使用我们的结果的像差内核，我们明确证实，对于统计检测的像差效应只有一阶项β物质。然而，这里给出的表达式并不限于β ~10^{-3}，而是可以在更高的速度下使用。我们证明了这些公式的鲁棒性，说明了内核对β的依赖性，以及球谐指数l和m。
2011-04-18 astro-ph.CO
New operator approach to the CMB aberration kernels in harmonic space
像差核描述了宇宙微波背景观测量的谐波空间多极子系数在参考系洛伦兹增强下的变化。对于自旋加权的CMB观测量，变换一样的CMB温度（即多普勒权重$d = 1$），我们表明，像差内核是一个酉升压运营商在谐波空间中的矩阵元素。然后，旋转和升压发生器的代数性质给出了简单、精确的递归关系，使我们能够提高或降低多极量子数$\ell$和$m$，以及自旋权重$s$。进一步的递归关系根据$d = 1$核表达其它多普勒权重$d \neq 1$的核。从这些，我们表明，在全天空，所有订单的$β=v/c$，$E$和$B$模式偏振观测不混合下的像差当且仅当$d = 1$。新的关系，完全非线性的助推速度$β$，形成了一个实用的递归算法的基础，以准确地计算任何像差内核。此外，我们开发了第二种快速算法，其中使用一组常微分方程获得像差核。这个系统也可以近似地解决在小尺度上，提供简单的渐近公式的像差内核。这一结果将有助于进一步研究光行差对未来CMB温度和偏振分析的影响，并可能为相对论辐射传输方案提供基础。
2014-06-05 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological parameter estimation: impact of CMB aberration
观察者相对于CMB静止系的特殊运动引起所观察到的CMB光子的明显偏转，{ \it，即}畸变，以及它们的频率偏移，{ \it，即}多普勒效应。这两种效应通过{ \it any} $\ell$的混合矩阵使温度多极$a_{\ell m}$失真。在进行基于CMB的宇宙学参数估计时，通常认为多普勒只影响$l=1$多极，而忽略任何其他校正。在本文中，我们检查这个假设的有效性，在参数估计的普朗克样角分辨率，无论是一个完整的天空理想的实验，也当天空削减包括模型CMB前景污染的天空分数类似于普朗克卫星。假设一个简单的基准宇宙学模型的五个参数，我们模拟了CMB的温度地图的天空，并添加了像差和多普勒效应的地图。然后，我们用MCMC在贝叶斯框架中分析了有和没有像差和多普勒效应的地图，以评估重建基准模型参数的能力。虽然功率谱${C_\ell}$的校正大于宇宙方差在$\ell>1000$和潜在的重要性，我们发现，普朗克的参数上的偏差是可以忽略不计的。
2013-06-12 astro-ph.CO hep-ph
Disentangling Doppler modulation, aberration and the temperature dipole in the CMB
相对于宇宙微波背景（CMB）静止坐标系作相对运动的观测者对像差和多普勒效应都很敏感。这两种效应在球谐系数中引入相似但不相同的非对角耦合。CMB温度偶极可能具有来自本征分量的额外贡献，这进而产生不同的像差和多普勒耦合。此外，从强度测量到温度的标准转换也引入了伪多普勒耦合。为了了解本征偶极子，因此重要的是以独立的方式测量像差和多普勒耦合，同时还去除来自单位转换的杂散贡献，其与偶极子一起退化。在这里，我们提出了一个管道来测量多普勒和像差信号独立于彼此和偶极子本身。我们还考虑了真实的光束，噪音和面具效果。我们的管道结果独立和无偏估计，其不确定性仅比简单的理论预期大~20%。我们讨论了普朗克2018年每次测量可达到的精度，并预测了西蒙斯天文台和CMB-S4未来的地面实验。为了交叉检查结果和提高鲁棒性，提出了一种替代管道。
2021-07-22 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Peculiar Velocity Correlation Function
我们提出了一个分析的两点特有的速度关联函数使用的数据从宇宙流目录。Millennium和MultiDark Planck 2 N-body模拟用于估计由于测量误差引起的宇宙方差和不确定性。我们将速度关联函数与线性理论的期望值进行比较，以约束宇宙学参数。使用极大似然法，我们发现值的$Ω_m= 0.315^{+0.205}_{-0.135}$和$σ_8=0.92^{+0.440}_{-0.295}$，与普朗克和威尔金森微波各向异性探测器CMB推导的估计。然而，我们发现，关联函数的宇宙方差是大的，非高斯分布，使特有的速度关联函数作为大尺度结构的探针不太理想。
2018-08-22 astro-ph.CO
Peculiar velocity effects on the Hubble constant from time-delay cosmography
本研究针对哈勃张力与宇宙偶极张力的交叉问题，量化了透镜、源、观测者的本动速度对时间延迟宇宙学哈勃常数估算的偏差与不确定度影响，指出高精度相关研究需考虑该系统误差。
2023-10-02 astro-ph.CO
Exciting modes due to the aberration of gravitational waves: Measurability for extreme-mass-ratio inspirals
相对于我们运动的源发出的引力波会受到特殊的相对论效应的影响，比如像差。使这些有效的所需速度为$1000\,\textrm{km s}^{-1}$的量级。这个值对应于人们在星系团中发现的速度色散。因此，我们预计大量的引力波源在它们的信号中都会有这样的影响。特别地，来自移动源的信号将使其更高模式被激发，即，$(3,3)$和超越。我们推导出描述这种效应的表达式，并研究其可测性的一个圆形的，非旋转的极端质量比inspiral的特定情况下。我们发现，激发高模式的一个特殊的速度$1000\,\textrm{km\,s}^{-1}$是可检测的，这样的吸气与信噪比$\gtrsim20$。使用Fisher矩阵分析，我们表明，速度的源可以测量到的精度只有百分之几的信噪比为100。如果忽略源的运动，则参数估计可能有偏差，例如，通过多普勒频移估计组件的质量。相反，通过在波形模型中包含这种效应，我们可以测量星系团在光线无法到达的距离上的速度色散。
2021-07-11 astro-ph.CO gr-qc
The growth rate of cosmic structure from peculiar velocities at low and high redshifts
奇异速度是宇宙中质量密度涨落增长率的重要探测器。大多数以前的研究只集中在测量特殊的速度在中间（$0.2 < z < 1$）红移使用统计红移空间扭曲。在这里，我们强调了在低红移（$z \lesssim 0.05$）下直接由距离测量得到的特殊速度的能量，并表明这些数据打破了通常在Ω_{m，0} - $σ_{8,0}$参数空间中的简并性。仅使用特殊的速度数据，我们发现$Ω_{m,0} = 0.259\pm0.045$和$σ_{8,0} = 0.748\pm0.035$。利用宇宙微波背景辐射（CMB）的观测，将涨落的振幅固定在非常高的红移上，同样的数据可以用来约束生长指数$γ$，最强的约束来自于附近宇宙中的特殊速度测量。我们发现了$γ= 0.619\pm 0.054$，与LCDM一致。目前的特殊速度数据已经强烈地限制了修正的重力模型，随着数据的积累，将是一个强有力的测试。
2012-05-07 astro-ph.CO
Quadrant asymmetry in the angular distribution of the Cosmic Microwave Background in the Planck satellite data
威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）测量的宇宙微波背景（CMB）角分布中发现的一些特殊特征值得进一步研究。在这些独特的特征中，象限不对称性可能与南北不对称性有关。在本文中，我们的目标是扩展的象限不对称性的分析，在$Λ$ CDM框架的普朗克前景清洁地图，使用普朗克小组提供的掩模。我们计算两点关联函数（TPCF）从普朗克CMB天空图的每个象限，并比较结果与1000蒙特卡罗（MC）模拟假设$Λ$ CDM最佳拟合功率谱。我们检测到的存在下，在东南象限（SEQ）和东北象限（NEQ）在普朗克数据的电力显着不足的权力过剩。SEQ和其他三个象限（西南象限（SWQ），西北象限（NWQ）和NEQ）之间的不对称性在95%的置信水平下与各向同性天空不一致。此外，通过相对于z方向旋转普朗克温度天空图，我们显示了SEQ的TPCF具有最大功率的旋转角度。我们的普朗克前景清洁地图的分析表明，有一个多余的权力在TPCF的SEQ和显着缺乏的权力在NEQ相比，模拟。当考虑到$Λ$ CDM框架时，这种不对称是反常的。
2014-08-05 astro-ph.CO
Peculiar motion of the solar system derived from a dipole anisotropy in the redshift distribution of distant quasars
一个相对于膨胀宇宙的共动坐标静止的观测者应该发现红移分布是各向同性的。然而，观测者的特殊运动会在观测到的红移分布中引入偶极各向异性。相反，观测到的红移分布中的偶极各向异性可以用来推断我们的特殊运动，或者更确切地说，我们的太阳系。在这里，我们确定我们特有的速度通过研究的偶极各向异性的红移分布的大样本的类星体。由此确定的奇异速度的大小为$2350\pm280$ km·s $^{-1}$，不仅远大于由宇宙微波背景辐射（CMBR）偶极子各向异性确定的370 km·s $^{-1}$，而且方向几乎相反。在几次射电观测中也发现了如此大的特殊速度值，但方向沿着CMBR偶极子。由于太阳特有的速度不应该取决于它的测定方法，因此，无论是在大小上还是在方向上，推断出的运动之间的巨大的真正差异都是相当令人不安的。这种不协调的偶极子可能意味着一个各向异性的宇宙，违反了宇宙学原理，这是现代宇宙学的基石。
2019-07-12 astro-ph.CO
Solar peculiar motion inferred from dipole anisotropy in redshift distribution of quasars appears to lie along the Galactic Centre direction
本文利用130万个类星体红移分布中的偶极各向异性推断太阳本动，发现其大小远超CMB估计且指向银心，可能挑战宇宙学原理。
2025-08-28 astro-ph.CO
$S_8$ from peculiar velocities: agreement with Planck for Tully--Fisher and supernovae, tension for the fundamental plane
University of Oxford（牛津大学）
利用Tully-Fisher关系、基本平面和Ia型超新星三种距离指示器推导异常速度，S_8值与Planck一致，但基本平面结果存在系统误差需进一步检验
2026-07-02 astro-ph.CO
Peculiar motion of Solar system from the Hubble diagram of supernovae Ia and its implications for cosmology
根据宇宙微波背景辐射（CMBR）的偶极各向异性确定的太阳系的特殊运动，给出了沿RA方向的速度$370$ km s $^{-1}$ $=168^{\circ}$，Dec $=-7^{\circ}$ .随后，通过对遥远射电星系和类星体的大量样本进行计数、天空亮度或红移偶极子的观测，得到了比CMBR大2到10倍的奇特运动速度，尽管在所有情况下，方向都与CMBR偶极子相匹配。本文介绍了一种新的方法，从Ia型超新星（SN Ia）的星等-红移（$m_{\rm B}-z$）哈勃图中确定其特有的运动。我们发现一个特殊的速度$1.6\pm 0.5 \times 10^3$公里秒$^{-1}$，大于CMBR值大约由四个因素，沿RA $=173^{\circ}\pm12^{\circ}$，12月$=10^{\circ}\pm9^{\circ}$，方向是在$\stackrel{<}{_{\sim}}2σ$的CMBR偶极子。由于真正的太阳运动不依赖于所采用的方法或数据集，在各种偶极子振幅之间看到的巨大差异可能意味着这些偶极子，包括CMBR的偶极子，可能不属于观测者的特殊运动。然而，不同偶极子的共同方向可能表明宇宙中的首选方向，这意味着内在的各向异性，违反了宇宙学原理，这是现代宇宙学的基石。
2022-07-13 astro-ph.CO
Evolution of intrinsic ellipticity correlations due to peculiar motion
本文的主题是研究星系特殊运动引起的椭圆度内禀关联的时间演化。在我们的模型中，星系的椭圆度是由它们的宿主晕的角动量决定的，而宿主晕的角动量可以由高斯随机场的涨落统计来计算。随后的特殊运动扭曲了椭圆度场，并导致椭圆度相关的变化。利用这个问题之间的类比转移椭圆张量和偏振张量的位移引力透镜的宇宙微波背景，我们计算E-模式和B-模式的时间演化的椭圆度场的频谱，其中的位移建模与一阶和二阶拉格朗日微扰理论。对于EUCLID，由于特殊运动的色散效应，在l >1000的大多极子上，椭圆度相关性降低，在l~3000处，E模谱C_E ^（l）中降低了10%，B模谱C_B ^（l）中降低了60%。E/B模转换类似于CMB透镜，但很小。我们的结论是，由于特殊的运动的椭圆率场的扭曲是不影响的预测的椭圆率模型的相关透镜的情况下，EUCLID的星系分布的规模，但应影响较大的规模调查在较低的红移。
2012-02-06 astro-ph.CO
Footprints of Doppler and Aberration Effects in CMB Experiments: Statistical and Cosmological Implications
在太阳系的框架中，多普勒效应和像差效应导致宇宙微波背景（CMB）温度和偏振功率谱中模式耦合形式的失真，从而对运动观测者得出的统计数据施加偏差。我们探讨了这些偏见的几个方面，并密切关注他们的影响，以前没有被详细研究的CMB极化。我们在这里介绍的一个潜在的重要偏差是$\textit{boost variance}$ --宇宙方差中的一个附加项，由观测者的运动引起。虽然这个附加项在全天空实验中可以忽略不计，但在部分天空实验中，它可以达到标准宇宙方差（$σ$）的$10\%$（温度）到$20\%$（极化）。此外，我们调查的意义，运动引起的$\textit{power}$和$\textit{parity}$不对称性在TT，EE和TE，以及潜在的偏差引起的宇宙学参数估计与全天空TTTEEE。使用普朗克模拟，我们发现，我们的本地运动诱导$\sim1-2 \%$半球形的不对称性在很宽的角度尺度的CMB温度和偏振功率谱，但是，它并不意味着任何显着的宇称不对称性或宇宙学参数的移动。最后，我们研究的前景，测量太阳系的速度w.r.t.通过多普勒和像差效应引起的模式耦合的CMB与未来的实验。利用CMB的TT、EE和TE功率谱直到$\ell=4000$，SO和CMB-S4可以分别在$8.5σ$和$20σ$对我们的局域速度进行与偶极无关的测量。
2020-02-11 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.data-an
The Moving Lens Effect: Simulations, Forecasts and Foreground Mitigation
本文提出结合星系表与重建速度场的移动透镜信号叠加估计器，通过模拟评估当前与未来巡天的探测前景，并给出可用于现有数据的前景缓解策略。
2025-01-12 astro-ph.CO
Measuring our peculiar velocity on the CMB with high-multipole off-diagonal correlations
我们相对于宇宙微波背景静止坐标系的特殊速度已知会在宇宙微波背景中引起一个大的偶极子。然而，如Chelseor和Van Leeuwen（2002）所示，由于像差和多普勒效应，观察者的运动也会使所有尺度的各向异性失真。我们建议独立测量我们的本地运动，使用非对角两点关联函数高多极。我们研究了温度和偏振各向异性的信号的可观测性。我们指出，普朗克可以测量速度$β$，误差约为30%，方向误差约为20 °。这种方法构成了一个交叉检查，这可以是有用的，以验证我们的CMB偶极子主要是由于我们的速度或解开速度从其他可能的内在来源。虽然在本文中，我们专注于我们特有的速度，类似的效果也会导致从其他固有的矢量失真的CMB，这将导致偶极透镜。因此，测量非对角相关项是对CMB天空上的优选方向的测试。
2011-09-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Statistical effects of the observer's peculiar velocity on source number counts
本文研究了观测者本动速度对源数计中相邻多极矩相关性的影响，提出了一种与观测者本动速度成正比的运动学偶极矩幅度无偏估计量，并计算了预期信噪比，表明未来实验可对太阳速度实现优于5%的约束。
2023-04-03 astro-ph.CO
Large peculiar motion of the solar system from the dipole anisotropy in sky brightness due to distant radio sources
根据宇宙学原理，对于我们可以认为固定在膨胀宇宙的共同运动坐标系中的观察者来说，宇宙应该是各向同性的，没有任何优先方向。这样的观测者相对于宇宙中物质的平均分布是静止的，并且在任何频率下的天空亮度在这样的观测者看来应该在所有方向上都是均匀的。然而，这样一个观测者的特殊运动，由于多普勒增强和像差的综合效应，将在观测到的天空亮度中引入偶极各向异性;相反，观测到的天空亮度中的偶极各向异性可以用来推断观测者相对于平均宇宙的特殊速度。通过研究离散射电源天空亮度的各向异性，确定了太阳系相对于远射电源系的特殊速度，每单位立体角来自离散源的积分发射。我们的结果给出了与宇宙微波背景辐射（CMBR）值一致的速度矢量方向，但在统计显著性（$\sim 3σ$）水平上，幅度（$\sim 1600\pm 400$ km/s）是$\sim 4$乘以CMBR值（$369\pm 1$ km/s）。两个偶极子之间的真正差异意味着各向异性宇宙，各向异性随着时代的变化而变化。这将违反宇宙学原理，即假设宇宙在所有时代都是各向同性的，而整个现代宇宙学都是基于这个原理。
2011-10-28 astro-ph.CO physics.space-ph
Using peculiar velocity surveys to constrain neutrino masses
早期宇宙中大量中微子的存在被认为影响了观测到的星系分布及其运动。在这项工作中，我们将探讨是否测量星系特有的速度可以让我们改善中微子质量的限制，从星系红移调查。使用Fisher矩阵预测，我们表明，星系特有的运动$\textit{do}$包含中微子$\sum m_ν$的质量的总和上的信息，并且该信息可以用来改善约束，可以从低红移星系调查（$z<0.5$）结合$\textit{Planck}$测量的宇宙微波背景。与$\textit{Planck}$和更高红移的DESI数据提供的完全约束能力相比，我们发现，包括特殊速度的好处只是稍微改善中微子质量约束。然而，当一个不包括从$\textit{Planck}$的信息，我们的研究结果表明，包括特殊的速度测量可以大大改善后，从单独的红移调查的约束，并在某些情况下，增加进一步的数据从高密度特殊的速度调查是更成功地克服样本方差比增加进一步的数据从红移。我们表明，它可能是可能的，以实现上限$\sum m_ν \approx $ 0.14 eV（68%的置信限），从即将到来的光谱星系调查单独，只要奇特的速度数据是可用的，一个改进的$\sim$ 14%的红移调查单独，但不一样强的CMB数据时，包括在内。
2022-10-24 astro-ph.CO
The Polarization Signature of Local Bulk Flows
星系际介质的大的特殊速度产生了具有频率依赖的四极项的宇宙微波背景多普勒频移。这个四极将作为宇宙微波背景的极化源，如果大规模的整体流动是局部的和相干的，就会产生大规模的极化各向异性。在我们接近运动区域中心的情况下，极化信号是纯四极。我们表明，信号是小的，但检测与未来的实验散装流量大，最近的一些报告。
2013-12-04 astro-ph.CO
A dipole anisotropy of galaxy distribution: Does the CMB rest-frame exist in the local universe?
地球的特殊运动引起了远星系分布的偶极各向异性调制。然而，由于宇宙结构的生长，该效应的幅度和角方向不一定与宇宙微波背景（CMB）偶极各向异性的幅度和角方向相同。换句话说，探索光行差效应可能会给我们一条线索，也许与宇宙加速有关的视界尺度物理学。在本文中，我们开发了一种方法来探索偶极角调制从像素化的星系数据在天空中适当地考虑协方差，由于散粒噪声和本征星系团污染，以及部分天空覆盖。我们应用的方法构建的斯隆数字巡天（SDSS）数据发布6数据的星系目录。在构建了星等和光度红移范围不同的四个星系目录来研究可能的系统学之后，我们发现，对系统学最稳健的样本表明星系分布中没有偶极各向异性。这一发现是一致的预期从和谐的兰姆达主导的冷暗物质模型。最后，我们认为，一个几乎全天空的星系调查，如LSST可能允许一个显着的检测的CMB偶极子的畸变效应的精度约束的角方向~ 20度的半径。假设一个假设的LSST星系巡天，我们发现，如果不把隐含的宇宙体流扩展到视界，这种方法可以确认或拒绝Kashlinsky等人（2008，2009）对X射线发光星系团的动力学Sunyaev-Zel'dovich效应的叠加分析所隐含的结果。
2010-07-17 astro-ph.CO
A low value of $H_0$ in tension with the distance ladder from Megamasers using peculiar velocity reconstruction
Willamette University（威拉姆特大学）；University of Kansas（堪萨斯大学）
本研究通过结合约束宇宙学模拟与红移巡天数据重构速度场，校正巨脉泽数据的本动速度偏差，得出与CMB一致、与局域距离阶梯张力超2σ的H₀值，认为哈勃张力源于距离阶梯的系统误差而非新物理。
2026-08-18 astro-ph.CO
Our Peculiar Motion Inferred from Number Counts of Mid Infra Red AGNs and the Discordance Seen with the Cosmological Principle
宇宙微波背景辐射（CMBR）中的偶极各向异性产生了沿$l=264^\circ,b=48^\circ$的370 km/s的特殊速度矢量$^{-1}$。然而，其他一些偶极，例如，来自遥远活动银河核（AGN）大样本的数量计数、天空亮度或红移分布，产生的奇特速度值比CMBR的大很多倍，尽管令人惊讶的是，在所有情况下，方向都与CMBR偶极一致。在这里，我们确定我们的奇特的运动从样本的~0.28万活动星系核，从中红外活动星系核（MIRAGN）的样本，包括超过一百万的来源。由此，我们发现了一个奇特的速度，它是CMBR值的四倍多，尽管方向似乎在CMBR偶极子的$\sim 2σ$范围内。太阳特有速度的真实值应该是相同的，而与估算它的数据或技术无关。因此，这种不一致的偶极子振幅可能意味着对这些偶极子的解释，包括对CMBR的解释，实际上可能是别的东西。但是，观察到的事实是，在所有情况下，方向都是相同的，尽管是由不同的人使用不同的仪器和技术，使用不同的计算程序从完全独立的调查中获得的，但这可能表明这些偶极子不仅仅是由于一些系统学，否则为什么它们都指向同一个方向。相反，它可能暗示宇宙中的一个优选方向，意味着真正的各向异性，这将违反宇宙学原理，现代宇宙学的核心。
2021-04-15 astro-ph.CO
Probing large-scale magnetism with the Cosmic Microwave Background
在光子退耦之前，纳米高斯范围内的同向磁场随机场会使微波背景的温度和偏振各向异性发生畸变，从而可能产生特殊的B模功率谱，甚至可能产生与频率相关的圆偏振V模。我们批判性地分析了理论基础和最近的成就，一个有趣的三重奏涉及等离子体物理学，广义相对论和天体物理学。
2018-05-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Studying the Peculiar Velocity Bulk Flow in a Sparse Survey of Type-Ia SNe
基于不同工具和数据集的特殊速度整体流的研究迄今为止在对流动方向的估计上是一致的，这也恰好与宇宙微波背景中确定的几个特征非常接近，这为使用新的Ia型超新星测量数据汇编以更高的精度和更高的红移来确定它提供了动力。不幸的是，从最新的Union2.1汇编估计的独特的速度场遭受大的个人误差，天空覆盖差和低红移体积密度。我们表明，作为一个结果，任何天真的试图计算最适合的整体流量和它的意义将严重偏差。相反，我们引入了一种迭代方法，该方法计算最佳拟合整体流方向的振幅和分散度，因为偏差被连续去除，并在估计结果的显著性时考虑到数据的稀疏性。使用200颗红移z=0.2的超新星，我们发现，虽然整体流的振幅与LCDM宇宙中的预期值在很大的偏差下略有一致，但方向的散射非常低（>= 99.5 C.L.）。与随机模拟相比，支持对宇宙起源的探索。
2013-02-04 astro-ph.CO
Cosmological parameters from the comparison of peculiar velocities with predictions from the 2M++ density field
特殊的速度测量是在低红移宇宙中绘制大尺度物质分布的唯一可用工具，因此可以用来约束宇宙学。使用2 M ++红移汇编的红移，我们重建了200 Mpc/h以内的星系密度，这是第一次对重要的超星系团（如Shapley Concentration）进行良好的采样。我们比较了2 M ++到Tully-Fisher和SNe特有速度的预测特有速度。我们发现一个值$β^* \equiv Ω_{\rm{m}}^{0.55}/b^* = 0.431 \pm 0.021$，表明$Ω_{\rm{m}}^{0.55}σ_{\rm{8,lin}} = 0.401 \pm 0.024$，在良好的协议与其他探针。预测的由2 M ++体积单独产生的本星系群的特有速度是$540 \pm 40$ km/s，朝向$l = 268 \pm 4, b= 38 \pm 6$，只有$10^\circ$不与宇宙微波背景偶极子对齐。为了解释2 M ++体积之外的源所产生的速度贡献，我们在分析中同时适合$β^*$和外部整体流。我们发现，一个外部的整体流是首选在5.1 $σ$水平，最好的拟合有一个速度$159\pm23$公里/秒的$l=304 \pm 11, b = 6 \pm 13$。最后，以本星系群为中心的50 Mpc/h高斯加权体积的预测总流量为$230 \pm 30$ km/s，方向为$l=293\pm 8, b = 14 \pm…
2015-04-17 astro-ph.CO
Measuring our peculiar velocity from spectroscopic redshift surveys
本文提出观测者之指（FOTO）效应，通过分析红移巡天功率谱多极矩的振荡信号，利用红移校正方法确定本动速度的大小和方向，可用于检验宇宙微波背景偶极矩或提取宇宙学信息。
2025-04-03 astro-ph.CO
Fast and spurious: a robust determination of our peculiar velocity with future galaxy surveys
本文提出利用相邻球谐系数相关性测量观测者本动速度的方法，独立于源性质，在类Euclid巡天中可达4%精度，解决偶极张力。
2024-02-28 astro-ph.CO
First measurement of the bulk flow of nearby galaxies using the cosmic microwave background
附近宇宙中的特殊速度可以通过动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应测量。利用基于与邻近星系最佳互相关的统计方法，从威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）观测到的宇宙微波背景（CMB）温度各向异性中提取了星系等离子体晕产生的kSZ信号。边缘化的热Sunyaev-Zel'dovich贡献的星系团，可能未解决的点源污染，和银河系前景（灰尘，同步加速器和自由的排放），我们报告了kSZ散装流量信号目前在90%的置信水平，在七年的WMAP数据。当只有50 Mpc/h以内的星系被包括在kSZ模板中时，我们发现在CMB框架中的体积流为|V| =533 +/- 263 km/s，方向l=324 +/- 27，b=-7 +/- 17，与使用经典距离指示器在类似尺度上的体积流测量一致。我们展示了这种比较如何约束（电离）重子预算在本地宇宙。在非常大的（~ 500 Mpc/h）尺度上，我们发现95%的上限为470 km/s，与一些分析不一致的大流量的集群从kSZ。我们估计，使用来自普朗克探测器的数据，整体流量信号的重要性可能增加到3-5西格玛。
2013-01-13 astro-ph.CO
Boost operator approach to the relativistic SZ effect
本文提出用助推算符方法精确计算相对论性SZ效应，利用光行差核递推关系高效生成任意阶温度与速度修正函数，并首次给出三阶本动速度表达式，验证了方法的可行性及其在辐射转移问题中的广泛应用前景。
2025-08-28 astro-ph.CO
The Norma cluster (ACO3627) -- III. The Distance and Peculiar Velocity via the Near-Infrared Ks-band Fundamental Plane
虽然Norma（ACO 3627）是大吸引子（GA）区域中最丰富的集群，但其在局部动力学中的作用却知之甚少。Norma星系团的平均红移（z_CMB）为0.0165，被认为是GA的“核心”。我们利用K波段的基平面（FP）测量了Norma星系团相对于Coma星系团的距离。我们报告FP测光参数（有效半径和表面亮度），来自ESO NTT SOFI图像，和速度色散，从AAT 2dF光谱，为31个早型星系团。对于后发座星系团，我们使用2 MASS图像和SDSS速度色散测量的121个早型星系生成校准FP数据集。对于合并的正常昏迷样本，我们测量的FP系数为a=1.465+/-0.059和b=0.326+/-0.020。我们发现一个均方根散射，在日志（中心速度色散）为0.08德克斯，对应于每个星系的距离不确定性为28%。Norma和Coma FP之间的零点偏移为0.154+/-0.014 dex。假设后发座星系团相对于宇宙微波背景坐标系是静止的，z_CMB（Coma）=0.0240，我们得到它到诺玛星系团的距离为5026+/-160 km/s，其特有速度为-72+/-170 km/s，即：与零一致。这是低于以前报道的积极特有的速度集群/集团/星系在GA地区，因此诺玛集群可能确实代表GA的“核心”。
2014-01-30 astro-ph.CO
Voids in the Cosmic Web as a probe of dark energy
在宇宙动力学暗能量加速膨胀的宇宙学模型中，研究了初始绝热宇宙学扰动对时空度规、物质密度和速度的影响对宇宙网中大空洞形成的影响.结果表明，初始半径约为50Mpc的负密度扰动与宇宙学背景坐标共运动，其振幅对应于均方根值。宇宙微波背景辐射的温度涨落导致空洞的形成，空洞的密度对比度可达$-$ 0.9，最大奇特速度约400 km/s，半径接近初始半径。从分析的初始振幅和轮廓的空洞形成的一个重要特征是建立周围的过密度壳。我们已经表明，在一个空洞的中心部分的密度对比度的单位的特殊速度的比率的哈勃流不依赖于或弱依赖于从空洞的中心的距离。该比值对暗能量参数值敏感，可以根据空洞中星系的质量密度和奇特速度的观测数据来确定暗能量参数。
2017-04-03 astro-ph.CO
Galaxy peculiar velocities in the Zone of Avoidance
银河系的尘埃灭绝和恒星混乱阻碍了对低银河系纬度星系的探测，形成了所谓的回避区（ZoA）。这阻碍了我们对局域动力学、宇宙流场和宇宙微波背景偶极子起源的理解。ZoA（$|b| \le 5^\circ$）也被排除在“全天空”2微米全天巡天（2 MASS）红移巡天（2 MRS）和2 MASS塔利-费舍尔巡天（2 MTF）之外。后者的目的是提供所有明亮的倾斜2质量星系与$K_s^o$ $\leq 11\hbox{$的距离和奇特的速度。{ \rm m} $}25$。相应地，关于ZoA中密度分布的知识仍然限于统计插值。为了改善这种偏差，我们进行了两次不同的调查，以填补南部和北部的ZoA。这些数据将允许直接测量星系特有的速度。在本文中，我们将提出一个新的衍生优化塔利-费舍尔（TF）关系，允许精确测量星系距离和特殊的速度尘埃遮蔽星系。我们讨论了进一步的修正幅度和偏差，并提出了一些初步的流场在南部ZoA。
2014-10-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Measuring peculiar velocity and tomographic redshift dipole with DESI DR1 catalogs
Institute for Frontiers in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University（北京师范大学前沿天文与天体物理研究所）；Department of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学院）
该研究利用DESI DR1的红移偶极子方法高精度测定运动学偶极子，发现高红移类星体样本的本动速度与CMB结果吻合，红移偶极子可作为更可靠的运动学静止框架探测手段，助力解决宇宙偶极张力问题。
2026-09-03 astro-ph.CO
Cosmic Microwave Background filters and the Dark-Flow measurement
最近的测量大规模的特殊速度从累积的运动学Sunyaev-Zel 'dovich效应使用WMAP数据和X射线选择集群从ROSAT已经确定了一个批量流的星系团在$\sim 600-1,000$公里秒$^{-1}$的规模$\sim0.5-1$ Gpc，大致对齐的全天空宇宙微波背景（CMB）偶极子。流量是推断从检测到的剩余偶极子产生的CMB波动专门在星系团的方向，并在孔径内测量包含零的振幅。与这种解释相一致，偶极子的振幅与星团的X射线光度相关。为了实现该测量，需要对CMB数据进行滤波以去除主CMB，从而增加数据的信噪比。滤波不能在簇位置处印记具有上述属性的信号;然而，设计不当的滤波器可以极大地抑制这样的信号。我们在这里表明，最近的研究，未能检测到大规模的流动与各种过滤器确实采用了有缺陷的实现，当正确实施，这些替代过滤器导致的结果，实际上是一致的暗流信号。这些差异可以追溯到可能存在的残余偶极子所造成的热Sunyaev-Zel'dovich效应，假设集群配置文件不兼容的数据，以及未能计算偶极子在零口径。普朗克地图，其大的频率覆盖范围和217 GHz的信道，将有助于探测大流量，以消除寄生偶极子信号，并帮助确定过滤方案适合于这种测量。
2013-12-02 astro-ph.CO
Measuring neutrino mass and asymmetry through galaxy pairwise peculiar velocity
Institut d’Astrophysique de Paris, UMR 7095, CNRS, Sorbonne Université（巴黎天体物理研究所）；Department of Physics, the Chinese University of Hong Kong（香港中文大学物理系）；Key Laboratory for Computational Astrophysics, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台计算天体物理重点实验室）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）
本文利用星系成对异常速度在准线性和非线性范围内的数据，首次约束了中微子总质量M_ν和中微子不对称参数η²，通过两种独立的宇宙学框架得出一致结果，展示了星系成对速度对中微子性质的敏感探测能力。
2026-04-21 astro-ph.CO
The effects of lensing by local structures on the dipole of radio source counts
我们在均匀和各向同性宇宙中的特殊运动在宇宙微波背景（CMB）温度场中留下了偶极子的印记，同样地，在天空中河外射电源的分布中也留下了偶极子的印记。每一种效应都被测量过，但是每一种测量都给出了我们在宇宙中运动速度的不同结果：无线电偶极子测量发现我们的运动速度大约是宇宙微波背景辐射的三倍。在这里，我们展示了以前不受约束的透镜偶极子的影响，从而必然的本地结构（需要大角度透镜尺度）将扭曲的无线电源的分布在天空中。我们发现，包括这些影响并没有减少CMB和射电源偶极子测量之间的紧张关系，但是如果没有它们的列入未来的河外星系数计数可能会导致我们的特殊运动的不正确的推论。此外，我们可以在$2 σ$水平上将透镜偶极子的尺寸约束为$κ< 3 \cdot 10^{-2}$。
2021-12-13 astro-ph.CO
Cosmology from the kinetic polarized Sunyaev Zel'dovich effect
在大尺度结构中，散射自由电子的宇宙微波背景（CMB）光子诱导线性极化模式，该模式与在电子静止坐标系中观察到的远程CMB温度四极成比例。相关的黑体偏振各向异性被称为偏振Sunyaev Zel'dovich（pSZ）效应。相对论修正远程四极场引起的非黑体极化各向异性的平方成比例的横向特有的速度场，这是动力极化的Sunyaev Zel'dovich（kpSZ）的效果。在本文中，我们预测未来的CMB和星系调查，以检测kpSZ效应的能力，发现一个统计上显着的检测是在计划的实验范围内。我们进一步介绍了一个二次估计的平方的奇特的速度场的基础上的星系调查和CMB偏振。最后，我们概述了kpSZ效应是如何探测宇宙双折射和原始非高斯性的，预测了未来实验的范围。
2022-10-11 astro-ph.CO
The peculiar velocity field: constraining the tilt of the Universe
观测到了一个与Lambda冷暗物质（$Λ$ CDM）宇宙学模型相矛盾的大体积流。在本文中，我们提供了一个物理上合理的解释，这个整体流的基础上，假设的一部分，观察到的偶极子在宇宙微波背景是由于一个固有的波动，使观察到的偶极子的减法导致之间的不匹配宇宙微波背景（CMB）定义的静止框架和物质静止框架。我们调查一个模型，考虑到两个帧之间的相对速度（下文中的倾斜速度），并开发一个贝叶斯统计来探索这种倾斜速度的可能性。通过对各种独立的奇特速度目录的研究，我们发现：（1）倾斜速度$u$的大小约为400 km/s，其方向与以往的整体流分析结果接近，在大多数目录中，u=0在$2.5 σ$水平上被排除;（2）对倾斜速度的大小的约束可导致对充气持续时间的约束，由于通货膨胀既不会太长，（无偶极效应）也不太短（偶极效应非常大）;（3）在超视界等曲率起伏的假设下，对倾斜速度的约束要求暴胀持续时间比解决水平线问题所需的时间长至少6倍（在95%置信区间）。这为从大尺度结构的观测中检验早期宇宙的暴胀和模型打开了一扇新的窗口。
2011-04-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Discordance of dipole asymmetries seen in recent large radio surveys with the Cosmological Principle
本研究通过分析VLASS和RACS两项大型射电巡天的偶极不对称性，发现其振幅、推导本动速度与CMB偶极及彼此间存在差异，挑战了宇宙学原理的预期。
2023-07-17 astro-ph.CO
The thermal and kinematic Sunyaev-Zeldovich effect in galaxy clusters and filaments using multifrequency temperature maps of the cosmic microwave background: Abell 399--Abell 401 cluster pair case study
提出跨仪器多频联合拟合tSZ与kSZ的CMB分析框架，在Abell 399–401系统中测得竞争水平的本动速度和8.5σ纤维光学厚度。
2025-10-20 astro-ph.CO astro-ph.IM
Cross-correlating radial peculiar velocities and CMB lensing convergence
首次研究径向本动速度与CMB透镜会聚的互相关，推导信号与协方差理论预期，评估探测可行性，发现重建本动速度约束能力更强，未来结合DESI与CMB-S4数据或可探测该信号。
2023-07-24 astro-ph.CO gr-qc
Effects and Detectability of Quasi-Single Field Inflation in the Large-Scale Structure and Cosmic Microwave Background
准单场暴胀预言了一个特殊的动量依赖性的压缩极限的原始双谱之间的本地和等边模型顺利插入。这种依赖性与理论中由超对称性决定的等曲率子的质量直接相关。因此，在检测到非零原始双谱的情况下，对控制压缩极限中的动量依赖性的参数的附加约束成为一个重要问题。我们探讨这些非高斯初始条件对大尺度结构和宇宙微波背景的影响，特别注意到在大尺度和星系偏差的尺度依赖修正的星系功率谱。我们确定的两个参数描述的QSF双谱，我们可以期待从即将到来的大尺度结构和宇宙微波背景观测的同时约束。我们发现，对于相对较大的值的非高斯振幅参数，但仍然在目前的不确定性，星系功率谱测量将能够区分QSF的情况下，从本地模型的预测。CMB的似然分析，以及Fisher矩阵分析，表明也有一个范围的参数值，普朗克数据可能能够区分QSF模型和相关的本地和等边形状。考虑到CMB和LSS结果的不同观测权重，在联合分析中可以显著降低简并性。
2012-04-27 astro-ph.CO hep-th
Detection of cosmological dipoles aligned with transverse peculiar velocities
本研究提出统一分析框架，首次探测到横向本动速度在星系密度、CMB透镜会聚度及CMB温度（ISW效应）中留下的偶极信号，验证了与ΛCDM模型的一致性，并对修正引力线性化模型设定了限制。
2025-06-13 astro-ph.CO gr-qc
Velocity reconstruction with the cosmic microwave background and galaxy surveys
动力学Sunyaev Zel'dovich（kSZ）效应和动透镜效应是对宇宙微波背景（CMB）的次级贡献，它们依赖于大尺度的奇特速度场，因此携带着重要的宇宙学信息。以前的工作确定了一个很有前途的方法提取这个宇宙学的信息，使用一组二次估计的径向和横向分量的速度场。这些估计是基于统计各向异性的组件之间的互相关的CMB和示踪剂的大尺度结构，如星系红移调查。在这项工作中，我们评估的各种前景和系统的CMB和星系调查，以及在二次估计的偏见所带来的速度重建程序的挑战。要做到这一点，我们进一步发展的二次估计形式主义，并实现了一个数值代码计算适当的相关光谱的CMB的所有组件（主要/次要黑体组件和前景）和光度红移调查，与相关的红移误差，允许准确的预测。我们创建了一个模拟框架，用于生成正确相关的CMB地图和红移分仓星系数计数的实现，假设基础场是高斯的，并使用它来验证速度重建管道和评估基于地图的系统学，如掩蔽。我们强调速度重建，其中包括与偏见相关的最重大的挑战：建模误差，表征红移误差，以及我们过去的光锥上的宇宙学领域的粗粒化。尽管存在这些挑战，速度重建的前景是相当乐观的，我们使用我们的重建管道，以确认这些技术将是可行的，与近期的CMB实验和光度星系红移调查。
2021-11-22 astro-ph.CO gr-qc
Secular Extragalactic Parallax: Measurement Methods and Predictions for Gaia
由太阳系相对于宇宙微波背景静止坐标系的速度引起的长期河外视差可以观测到一个偶极自行场，其振幅为年$78~μ$ Mpc。附近的星系也表现出由其横向特有速度引起的自行，这使得任何单个星系的长期视差都无法检测到，尽管可以进行统计检测。这样的探测可以限制当地的哈勃参数。我们提出的方法来测量长期视差使用相关的河外自行车，并找到第一个限制长期视差振幅使用自行车附近的232个星系从盖亚数据发布2。恢复的偶极子具有3500 $μ$作为年$^{-1}$ Mpc的不显著上限。在未来的数据发布中，这一测量将通过更大的样本量和减少自行不确定性来改进。使用来自Cosmicflows-3的本地特有的速度场，我们模拟星系自行和预测，一个显着的检测（$5-10σ$）的长期视差振幅将可能由盖亚的使命结束。检测是偶然的自行附近（$<5$ Mpc），明亮（$G<15$等）星系，并对应于一个微不足道的上限哈勃参数。我们进一步研究了我们的模拟研究的横向特有的速度，我们发现是一致的大尺度结构理论的影响。奇特的速度场还导致低多极相关的自行$0.3~μ$的顺序为年$^{-1}$，可能会混淆与其他宇宙学自行测量，如限制引力波背景和哈勃膨胀的各向异性。
2019-12-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
The deceleration parameter in `tilted' Friedmann universes
大尺度奇异运动被认为反映了宇宙的局部不均匀性和各向异性，由正在进行的结构形成过程触发。因此，现实的观测者并不遵循光滑的哈勃流，而是有一个特殊的，“倾斜”，相对于它的速度。我们的本星系群，特别是相对于宇宙膨胀的速度约为600公里/秒。已知相对运动效应会干扰观测及其解释。例如，在宇宙微波背景中看到的强偶极各向异性并没有被视为真正的普遍各向异性的标志，而仅仅是我们相对于哈勃流的特殊运动的人为产物。考虑到这些，我们期待到大规模的散装运动的运动学的相关观察员的影响，通过采用“倾斜”弗里德曼模型。我们的目的是检查是否减速参数测量的整体流的休息帧可以不同于实际宇宙由于相对运动的影响。我们发现，有一个差异，这取决于速度以及规模的整体运动。漂移域越快越小，差异越大。原则上，这使得相对较慢的特有速度对观测者在例如几百兆秒差距的大流量内测量的减速参数值产生不成比例的强烈影响。事实上，在某些情况下，甚至可以改变减速参数的符号。不用说，所有这些效应在哈勃坐标系中都消失了，这使得观测者的相对运动成为一种幻觉和纯粹的假象。
2015-08-27 astro-ph.CO gr-qc
Non-comoving Cold Dark Matter in a $Λ$CDM background
我们研究了冷暗物质（CDM）在$Λ$ CDM背景中的非均匀宇宙结构局域阵列中的特殊速度的演化，该背景可以被识别为与宇宙微波（CMB）共动的帧。这些阵列是通过平滑匹配到这个宇宙学背景区域的Szekeres-II模型，其源是一个不完美的流体重新解释为非共动尘埃，保持只有一阶项在$v/c$。考虑到一个单一的Szekeres-II区域沿两个共动界面匹配的$Λ$ CDM背景，在这个区域内的特殊速度的大小与文献中报道的值是兼容的，而目前的哈勃膨胀标量不同于$Λ$ CDM背景值的10%的因素，一个结果，可能提供有用的信息，正在进行的辩论上的$H_0$紧张。虽然模型不能描述的维里化过程中，我们通过一个有代表性的例子表明，星系团质量的结构达到这个过程的开始在红移周围$z\sim 3$。
2021-04-12 astro-ph.CO gr-qc
A New Limit on the Graviton Mass from the Convergence Scale of the CMB Dipole
利用2MASS星系巡天偶极子汇聚尺度，将Yukawa引力理论中的引力子质量限制为小于5×10^{-32}eV，比LIGO-Virgo-KAGRA引力波约束严格2.5×10^8倍。
2024-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Axion astronomy with microwave cavity experiments
在地球上寻找暗物质轴子或类轴子粒子在磁场内转化为光子的过程，对当地银河系晕的相空间结构很敏感。我们模拟信号在一个假设的未来实验的基础上的轴子暗物质实验（ADMX），可以执行一旦轴子已被检测到，并包含轴子质量的频率范围已被确定。我们开发了一个统计分析提取天体物理参数，如晕速度色散和实验室速度，从这样的数据，并发现，只有几天的积分时间的精度水平，可以达到匹配的天文观测。对于持续时间长达一年的长期实验，我们发现，利用调制的功率谱的时间允许准确测量太阳特有的速度与精度，将提高天文观测。我们还模拟信号的基础上，从N体模拟的结果，并发现，更精细的子结构的潮汐流的形式将出现在未来的数据突出，即使只有一个次主导的贡献，当地的暗物质分布。在这些情况下，利用信号的时间和频率依赖性，就有可能重建暗物质流的所有特性。最后，我们考虑的检测前景，从潮汐中断的轴子微团流的网络。这些特征在解析光谱中比基于共振频率范围内的扫描计算所建议的要突出得多，使得轴子微团流的检测比以前认为的更可行。这些结果证实，在后发现时代的晕镜实验能够执行“轴子天文学”。
2017-03-28 astro-ph.CO hep-ph
