Cosmological forecasts with the clustering of weak lensing peaks
最大限度地从弱透镜测量中提取信息是LSST和Euclid等即将到来的调查的关键目标。这通常是通过补充宇宙剪切两点关联函数的统计来实现的,其中最完善的是弱透镜峰丰度。在这项工作中,我们研究了弱透镜峰的聚类,并提出了LSST的调查参数约束预测。我们使用cosmoslics $w$ CDM模拟来测量一系列宇宙学参数的峰值两点关联函数,并使用模拟数据来训练高斯过程回归仿真器,该仿真器用于生成似然轮廓并提供来自模拟观测的参数约束预测。我们研究了峰两点关联函数对峰高的依赖关系,发现低振幅峰的聚簇与高振幅峰的聚簇是互补的。因此,它们的组合给出了比单独的高峰值的聚类显著更严格的约束。峰值两点关联函数是显着更敏感的宇宙学参数$h$和$w_0$比峰值丰度,当探针组合,约束$Ω_{\rm m}$,$S_8$,$h$和$w_0$提高了至少两个因素,相对于单独的峰值丰度。最后,我们比较弱透镜峰和弱透镜空洞的预测,并表明这两个也是互补的,两个探针可以提供更好的约束$S_8$和$w_0$比剪切关联函数的大约两个因素。
2022-04-27 astro-ph.CO
Galaxy cluster number counts with individual lensing mass estimates: forecasts for Euclid
逐渐地,$Λ$ CDM模型开始受到观测数据的挑战。即将进行的宇宙学调查将使探测到的星系团的数量增加几个数量级。因此,很快,星系团将为宇宙学提供巨大的限制,并加深我们对结构形成的理解。然而,需要一个可靠的框架来分析未来的欧几里德目录。我们建立了一个集群的可能性的基础上,个人的群众和预测Euclid性能在这个框架内。我们使用一个匹配滤波器弱透镜质量估计和模型的特性与一组模拟。我们使用旗舰N体模拟来模拟一个类欧几里得样本的预期团簇质量分布,并测试我们的统计框架,我们证明了在这个匹配过滤框架内联合校准可观测质量关系是可能的。
2022-08-24 astro-ph.CO
Forecasting the Detection of Lyman-Alpha Forest Weak Lensing from the Dark Energy Spectroscopic Instrument and Other Future Surveys
本研究将莱曼-α森林弱引力透镜方法扩展至更低源密度,基于DESI巡天模拟数据评估透镜估计器性能,发现完整DESI数据可实现信噪比约4的探测,未来更大数据集有望实现信噪比大于10的探测。
2025-01-28 astro-ph.CO
Two shadows on two backlights: forecasting the Ly-$α$ forest $\times$ CMB Lensing bispectrum from ACT/SO/S4 & DESI
本文预测了DESI与ACT/SO/CMB-S4联合探测Ly-α森林与CMB透镜压缩极限双谱的灵敏度,信噪比可达10.3至20.2,并指出需更精确建模连续谱偏差和阻尼Ly-α吸收体等污染源以实现可靠的宇宙学解释。
2024-05-02 astro-ph.CO
Towards determining the neutrino mass hierarchy: weak lensing and galaxy clustering forecasts with baryons and intrinsic alignments
第四阶段透镜巡天测量中微子质量总和和区分正常和倒置质量等级的能力取决于描述小尺度重子天体物理学和内在排列的讨厌参数的影响。对于欧几里德的调查,我们进行了第一次相结合的弱透镜和星系聚类与重子,固有的路线,和大规模的中微子两个层次的Fisher分析。我们使用的晕模型,捕获重子反馈和绝热收缩的影响产生的物质功率谱。对于弱透镜,我们发现重子导致严重退化的中微子质量总和的预测,$Σ$,大约一倍$σ_Σ$。我们发现,包括星系聚类约束欧几里得和BOSS,宇宙微波背景(CMB)普朗克先验,可以减少这种退化$σ_Σ$到9%和16%的正常和倒置的层次结构。组合的预测,$σ_{Σ_{\rm{NH}}}=0.034\, \rm{eV}$和$σ_{Σ_{\rm{IH}}}=0.034\, \rm{eV}$,排除了一个有意义的区别的层次,但可以改善与未来的CMB先验的$n_s$和信息,从中微子双β衰变,以实现2 $σ$的区别。内在对齐对预测的影响被证明是最小的,由于内在对齐信号的信息,$σ_Σ$甚至经历了轻微的改善。我们发现,虽然绝热收缩和内在的路线将需要仔细的校准,以防止显着偏置的$Σ$,有较少的风险,如活动星系核和超新星的能量事件的反馈。
2020-06-08 astro-ph.CO
Supernova forecast with strong lensing
在即将到来的LSST时代,我们将观测到透镜超新星(SNe)的$\mathcal{O}(100)$。本文研究了利用强透镜效应预测超新星爆发时间和天空位置的可能性。我们发现,这将是可能的,以预测的时间和位置的第四个图像的SNe产生四个图像的强透镜,结合信息,从以前的三个图像。对超新星爆发的极早期阶段(包括激波爆发)进行多信使观测是有用的。
2017-11-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
Forecasts on CMB lensing observations with AliCPT-1
AliCPT-1是中国第一个以高精度测量宇宙微波背景B模偏振为目标的CMB实验。该望远镜目前正在西藏部署,将在以90和150 GHz为中心的两个频段进行观测。我们预测了AliCPT-1的CMB透镜重构、透镜-星系以及透镜-CIB(宇宙红外背景)互相关信噪比(SNR)。我们考虑了两个不同综合观测时间的阶段,即“4模块 * 年”(第一阶段)和“48模块 * 年”(最后阶段)。对于透镜重建,我们使用三种不同的二次估计,即温度,偏振和最小方差估计,使用弯曲的天空几何。我们考虑到不均匀的命中计数的影响,以及由于不完整的天空覆盖的平均场偏差。在第一阶段中,我们的结果表明,150 GHz的信道是能够测量的透镜信号在$15σ$的意义与最小方差估计。在最后阶段,测量显著性将增加到$31σ$。我们还在谐波域中结合两个频率数据以优化SNR。结果表明,在l>800的倍数范围内,共加过程可以显著降低重建偏差。由于AliCPT-1最后阶段的偏振数据质量很高,EB估计器将在这一阶段主导透镜重建。我们还估计了AliCPT-1 CMB透镜与宇宙大尺度结构的其他示踪物之间的互相关的信噪比。对于它与DESI星系/类星体的互相关,我们报告了在0.05<z<2.1的4个红移仓的互相关SNR = 10-20。在第一阶段,总SNR约为$32$。在最后阶段,透镜-星系互相关可以达到SNR=52。
2022-04-18 astro-ph.CO
Forecasting Super-Sample Covariance in Future Weak Lensing Surveys with SuperSCRAM
可观测的宇宙包含着比任何有限体积测量都要大的尺度上的密度扰动。在比巡天测量更大的尺度上的扰动会降低它约束宇宙学参数的能力。观测量的依赖性,如弱透镜功率谱对这些长波长模式的超样本协方差的结果。为了准确预测未来调查的参数约束,需要准确考虑超样本效应。如果超样本协方差实际上是调查误差预算的一个主要组成部分,则可能有必要调查限制长波长模式具体实现的缓解策略。我们提出了一个基于Fisher矩阵的形式主义近似的超样本协方差的大小和缓解策略的有效性,为现实的调查几何形状。我们在公共代码SuperSCRAM中实现了我们的形式主义:超样本协方差减少和缓解。我们说明SuperSCRAM与一个例子的应用程序,在WFIRST弱透镜调查的模式有助于超样本协方差的约束下,在更广泛的LSST足迹的低红移星系数计数。我们发现,超样本协方差在7D宇宙学参数空间中的误差椭圆体的体积仅相对于高斯统计误差增加了4.5倍,但我们简单的缓解策略将污染减少了一半以上,达到了2.0倍。
2019-04-26 astro-ph.CO
Forecasting Constraints on the Evolution of the Hubble Parameter and the Growth Function by Future Weak Lensing Surveys
封装在弱透镜信号中的宇宙学信息可以通过所谓收敛的功率谱来访问。我们使用的Fisher信息矩阵形式主义的收敛功率谱作为观察到的预测未来弱透镜调查将如何限制膨胀率和增长函数的红移的函数,而不使用任何特定的模型来参数化这两个数量。为了做到这一点,我们将红移空间划分为箱和线性插值的函数与中心的红移箱作为采样点,使用一组基准参数。同时,我们使用这些红移箱的功率谱层析成像,在那里我们不仅分析在每个箱的功率谱,但它们的互相关,以最大限度地提高提取的信息。我们发现,少量的箱与给定的光度红移测量精度是足够的,以访问大部分的信息内容和投影的约束是可比的,从X射线集团增长数据的当前约束。这样一来,仅凭弱透镜效应的数据也许就能在2σ水平上排除某些修正的引力理论,但当包括来自宇宙微波背景辐射测量的先验数据时,这将提高到3σ水平。
2011-09-26 astro-ph.CO
Forecasting the potential of weak lensing magnification to enhance LSST large-scale structure analyses
最近的工作表明,弱透镜放大率必须包括在即将到来的大尺度结构分析中,例如Vera C。Rubin Observatory Legacy Survey of Space and Time(LSST),以避免宇宙学结果的偏差。在这项工作中,我们调查是否包括放大率对宇宙学约束的精度有积极的影响,以及有必要避免偏见。我们预测这使用LSST模拟目录和晕模型计算星系功率谱。我们发现,包括放大率对LSST星系聚类分析的宇宙学参数约束的精度几乎没有影响,其中晕模型参数还受到星系光度函数的约束。特别是,我们发现,对于LSST金样品($i < 25.3$),包括弱透镜放大率只提高了星系聚类约束$Ω_{\rm{m}}$的一个因素为1.03,当使用一个非常深的LSST模拟样品($i<26.5$)的一个因素为1.3。由于放大率主要有助于集群测量,并提供类似的信息,宇宙剪切,这种改善将减少一个组合的星系集群和剪切分析。我们还证实,不建模弱透镜放大率将灾难性地偏离LSST的宇宙学结果。因此,放大率必须包括在LSST大尺度结构分析,即使它没有显着提高宇宙学约束的精度。
2022-04-28 astro-ph.CO
Strong Lensing Time Delay Constraints on Dark Energy: a Forecast
对强透镜效应产生的多个类星体图像之间的时间延迟的测量达到了一个灵敏度,使它们成为一个有前途的宇宙学探测器。未来的调查将提供更多的测量,达到前所未有的深度红移,使强透镜时间延迟(SLTD)的观测与其他背景探测竞争。我们预测约束的性质暗能量从即将到来的SLTD调查,模拟未来的目录与不同数量的透镜分布到红移$z\sim 1$和宇宙学参数,如哈勃常数$H_0$和parametrisations的暗能量状态方程的重点。我们还探讨了我们的能力,以精确地模拟镜头的质量配置文件及其环境的影响,预测的限制。我们发现,在最乐观的情况下,SLTD将限制$H_0$在$\sim 0.1\%$的水平,而CPL状态方程参数,$w_0$和$w_a$,可以确定与错误$σ_{w_0}\sim 0.05$和$σ_{w_a}\sim 0.3$,分别。此外,我们调查的偏见时,引入了一个错误的宇宙学模型假设的分析。我们发现,$H_0$的值可能会偏向于$10 σ$,假设一个完美的知识的镜头配置文件,当一个$Λ$ CDM模型被用来分析数据,真正属于一个$w$ CDM宇宙学与$w=-0.9$。基于这些发现,我们确定了一个假设的宇宙学模型在未来的SLTD调查的一致性检查,分裂数据集在几个红移箱。根据调查的特点,这可能会为暗能量提供一个确凿的证据。
2019-10-08 astro-ph.CO
Improving cosmological constraints from galaxy cluster number counts with CMB-cluster-lensing data: Results from the SPT-SZ survey and forecasts for the future
我们显示了宇宙学约束的改善,从星系团调查的补充CMB集群透镜数据。我们探讨了从3.1 $σ$探测星系团宇宙微波背景(CMB)引力透镜的质量信息添加到Sunyaev-Zel 'dovich(SZ)选择的星系团样本从2500度$^2$ SPT-SZ调查和有针对性的光学和X射线后续数据的宇宙学意义。在$Λ$ CDM模式中,集团样本与普朗克功率谱测量的组合更倾向于$σ_8 \left(Ω_m/0.3 \right)^{0.5} = 0.831 \pm 0.020$。添加集群数据将该数量的不确定性降低了1.4倍,无论是否包括3.1 $σ$ CMB集群透镜测量,该不确定性都不变。然后,我们预测的CMB集群透镜测量与未来的集群目录的影响。将CMB-集群透镜测量添加到正在进行的SPT-3G调查的SZ集群目录中,预计将改善对暗能量状态方程$w$的预期约束,将其提高到$σ(w) = 0.19$的1.3倍。我们发现最大的改进,从CMB集群透镜测量是$σ_8$,其中添加CMB集群透镜数据的集群数量计数减少了预期的不确定性$σ_8$的因子分别为2.4和3.6的SPT-3G和CMB-S4。
2021-11-15 astro-ph.CO
Forecast of cross-correlation of CSST cosmic shear tomography with AliCPT-1 CMB lensing
本研究预测CSST宇宙剪切层析与AliCPT-1 CMB透镜的交叉相关,综合多类噪声与系统误差,测得两阶段总SNR约15和22,并评估其对σ8、S8的宇宙学约束能力。
2023-05-29 astro-ph.CO
Magnificent Magnification: Exploiting the Other Half of the Lensing Signal
本文介绍了一种测量星系弱引力透镜放大率的新方法。我们的方法利用了星系性质之间的紧密比例关系,这些性质被引力透镜改变,如表观大小,而其他性质则没有,如表面亮度。特别是,我们使用一个版本的著名的基本平面关系的早期类型的星系。这种修改后的“光度基本平面”取代光度星系的性质的速度分散,从而避免了光谱数据的需要。我们提出了第一次检测放大使用这种方法,将其应用到光度表从斯隆数字巡天。这种分析表明,所得到的放大率信号与使用重力剪切的常规方法可获得的放大率信号相当。我们抑制了系统误差的主要来源,并讨论了适度的改进,可能使这种方法等于甚至超过与剪切实现的信号噪声比。此外,系统误差的一些主要来源与基于剪切的技术的主要来源有很大不同。因此,将这两种技术结合起来解决了每种技术的主要弱点,并提供了对单独使用的任何一种方法的实质性改进。有了这项新技术,放大率成为未来大型地面测量的必要测量工具,这些测量旨在测量引力透镜。
2011-11-04 astro-ph.CO
The Physical Origin of Dark Energy Constraints from Rubin Observatory and CMB-S4 Lensing Tomography
我们试图澄清的起源约束的暗能量状态方程参数的CMB透镜层析,即结合星系团簇和星系的互相关与CMB透镜在一些红移箱。特别地,我们考虑了两点关联函数,它可以由星系位置表和来自Vera C的光度红移构成。Rubin Observatory Legacy Survey of Space and Time(LSST)和CMB Lensing Map来自CMB-S4实验。我们专注于分析理解的约束的起源。这些数据中的暗能量信息来自于三个主要关系的影响:距离作为红移的函数(几何),功率谱的振幅作为红移的函数(增长),以及功率谱作为波数的函数(形状)。我们发现,几何形状和生长的影响起着重要的作用,部分相互抵消,而形状的影响是不重要的。我们还表明,暗能量任务组(DETF)的品质因数(FoM)的预测相结合的LSST星系和CMB-S4透镜的预测宇宙剪切的情况下的CMB透镜图,从而提供了一个重要的独立检查。与单独使用LSST星系的预测相比,结合CMB透镜和LSST聚类信息(连同主CMB光谱),在系统性完全受控的乐观情况下,FoM大约增加了3-4倍。我们警告说,实现这些预测可能需要对高阶偏置,光度红移不确定性进行全面分析,并严格控制其他系统限制,这些都超出了这项工作的范围,其主要目的是阐明约束的物理起源。
2021-08-10 astro-ph.CO
Cosmology with the Roman Space Telescope -- Synergies with CMB lensing
我们探索南希格雷斯罗马太空望远镜和CMB透镜数据之间的协同作用,以限制暗能量和修改的重力方案。罗马空间望远镜高纬度巡天的星系团和弱透镜数据与西蒙斯天文台的CMB透镜数据相结合的模拟似然分析进行,边缘化重要的天体物理效应和校准的不确定性。包括在建模的重子小规模集群,规模依赖的增长抑制中微子,以及在星系集群的偏见,在固有的对准贡献的透镜信号,在红移分布,和在星系形状校准的不确定性的影响。CMB透镜的加入使仅来自罗马测光测量数据的暗能量品质因数大约加倍,取决于特定的罗马测量配置,从1.7到2.4的改进因子变化。另外,如果宇宙微波背景辐射的透镜信息低于设计目标,则可以补偿罗马星系形状校准中的不确定性。此外,我们还报告了Roman约束对模型独立结构增长(由$σ_8 (z)$参数化)和Hu-Sawicki f(R)重力的首次预测,以及对唯象$(Σ_0,μ_0)$模型的改进预测。我们发现,CMB透镜在z>2时约束$σ_8(z)$中起着至关重要的作用,预测到z=4时会出现λ级约束。CMB透镜信息并没有实质上改善f(R)模型的约束。然而,它确实将$(Σ_0,μ_0)$品质因数增加了约1.5倍。
2022-05-20 astro-ph.CO
Cosmological Forecast for non-Gaussian Statistics in large-scale weak Lensing Surveys
宇宙剪切数据包含了大量的宇宙学信息,这些信息被封装在弱透镜质量图的非高斯特征中。该信息可以使用非高斯统计来提取。我们比较的约束功率在$Ω_{\mathrm{m}} - σ_8$平面的三个地图为基础的非高斯统计与角功率谱,即峰值/最小值计数和Minkowski泛函。我们进一步分析了来自星系内禀排列、倍增剪切偏置和光度红移系统学的层析成像和系统效应的影响。我们预测的统计性能的阶段3弱透镜调查,并限制自己的规模$\geq$ 10弧分。我们发现,在我们的设置中,所考虑的非高斯统计比角功率谱提供更严格的约束。峰计数显示出最大的潜力,使$Ω_{\mathrm{m}} - σ_8$平面中的品质因数(FoM)增加约4倍。除了功率谱之外,使用所有非高斯统计的组合分析将FoM增加了5倍,并将$S_8$上的误差减少了$\approx$ 25%。我们发现,当结合非高斯统计与角功率谱时,层析成像的重要性降低。非高斯统计确实利润较少,从层析成像和最小计数和闵可夫斯基泛函增加了一些鲁棒性对星系的内在排列在一个非层析成像设置。我们进一步发现,角功率谱和非高斯统计的组合,使我们能够应用保守的尺度削减的分析,从而有助于最大限度地减少重子和相对论效应的影响,同时保存宇宙学约束的权力。我们公开了用于进行此分析的代码。
2020-06-22 astro-ph.CO
Non-Gaussian forecasts of weak lensing with and without priors
假设一个类欧几里德弱透镜数据集,我们比较了不同的方法来处理其固有的参数退化。在数据分析中包含先验可能会单独屏蔽给定数据集的信息内容。然而,由于数据集的信息内容通常是用Fisher矩阵估计的,因此要添加先验,以便强制执行近似高斯似然。在这里,我们将无先验预测与使用先验的更传统的预测进行比较。我们发现强烈的非高斯似然2d弱透镜,如果没有使用先验,我们近似与DALI扩展。在没有先验的情况下,2d弱透镜似然的Fisher矩阵包括$Ω_m$和$h$的非物理值,因为它不能很好地捕获似然的形状。因此,Cramer-Rao不等式不需要应用。我们发现,DALI和蒙特卡罗马尔可夫链预测的暗能量的存在具有很高的意义,而费舍尔预测相同的数据集也允许减速膨胀。我们还发现,一个二维弱透镜分析提供了一个尖锐的下限的哈勃常数的$h > 0.4$,即使状态方程的暗能量是共同约束的数据。这不是预测的费舍尔矩阵,通常掩盖在其他作品的一个尖锐的前$h$。此外,我们发现,DALI估计数字的优点,在存在非高斯比费舍尔矩阵。我们还演示了如何DALI允许切换到一个高度弯曲的可能性与接受率$\approx 0.5$,一个有效的覆盖参数空间,数值上有效的无成本的蛙跳步骤的哈密顿蒙特卡罗采样。这表明,在需要时,可以将快速预测升级为准确预测。结果通过http://lnasellentin.github.io/DALI/的公共代码获得
2015-06-17 astro-ph.CO astro-ph.IM
Non-Gaussian statistics in galaxy weak lensing: compressed three-point correlations and cosmological forecasts
Instituto de Ciencias Físicas, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学物理科学研究所)
该研究探讨了通过压缩三阶相关性提升宇宙学约束能力的方法,并发现高阶统计信息在弱透镜效应中具有显著优势。
2026-01-14 astro-ph.CO
The Squeezed Bispectrum from CHIME HI Emission and Planck CMB Lensing: Current Sensitivity and Forecasts
McGill University(麦吉尔大学);Arizona State University(亚利桑那州立大学);University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学);National Research Council Canada(加拿大国家研究委员会);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
CHIME HI发射与Planck CMB偏折的压缩双谱研究,通过非线性引力耦合测量,旨在提高宇宙学参数的约束精度。
2026-01-06 astro-ph.CO
Extended lens reconstructions with Grale: exploiting time domain, substructural and weak-lensing information
引力透镜效应提供的关于星系团质量密度的信息激发了许多反演技术。在这篇文章中,更新以前介绍的方法在Grale的描述,并探讨了一些例子。第一个期待到一个不同的方式,将时间延迟信息,不需要未知的源位置。据发现,这避免了导致图像“过聚焦”的可能偏差,即提供位于比真实位置小得多的区域中的源位置估计。第二个是受到先前重建星系团MACS J1149.6+2223的启发,其中一个多重成像的背景星系包含一颗超新星SN Refsdal,其中四个额外的图像是由一个较小的星系团星系产生的。对整个星系团的反演,无法恢复这个四元星系内部的足够细节。我们展示了如何在这样不同的尺度上,从整个星系团到一个单一的成员星系,现在可以使用的约束,允许这样的小尺度的子结构得到解决。最后,研究了弱透镜信息对该方法的影响。虽然这显然有助于恢复强透镜区周围的环境,但质量片简并可能使完全的强和弱反演变得困难,这取决于手头的椭圆率信息的质量。我们遇到环状结构的边界处的两个政权,认为是强和弱的透镜约束相结合的结果,可能受简并。
2020-03-23 astro-ph.CO
Euclid: Forecasts from the void-lensing cross-correlation
欧几里德太空望远镜将调查由密集的星系样本追踪的宇宙空洞的大型数据集。在这项工作中,我们估计其预期的性能时,利用角光度空洞集群,星系弱透镜和它们的互相关。为此,我们实施了一个Fisher矩阵的方法,专门为欧几里德光度数据集的空隙,并提出了第一个预测宇宙学参数,包括空隙透镜相关性。我们研究了两种不同的探测设置,悲观和乐观,无论是空集群和星系透镜。我们进行预测分析,在四个模型的宇宙学,占不同的总中微子质量,$M_ν$,和动态暗能量(DE)状态方程,$w(z)$,CPL参数化描述。我们发现,$h$和$Ω_b$上的空聚类约束与单独的星系透镜竞争,而$n_s$上的错误减少由于两个探头在二维投影参数空间的正交性。我们还注意到,作为一个整体,包括空隙透镜互相关信号改善参数约束的$10-15\%$,并提高联合空隙聚类和星系透镜品质因数(FoM)的$10\%$和$25\%$,分别在悲观和乐观的情况下。最后,当进一步结合光谱星系团,假设作为一个独立的探针,我们发现,在最具竞争力的情况下,FoM增加了4倍的弱透镜和光谱星系团作为独立的探针的组合。在这项工作中提出的预测表明,光度空洞集群和它的交叉相关的星系透镜值得利用的数据分析的欧几里得星系巡天,并承诺提高其约束力,特别是对$h$,$Ω_b$,中微子质量,和DE的演变。
2023-02-06 astro-ph.CO
Nuw CDM cosmology from the weak lensing convergence PDF
确定中微子总质量和暗能量状态方程是即将到来的星系调查的一个关键目标。弱透镜效应是对总物质分布的一种独特的探测,它的非高斯统计可以通过透镜效应收敛的一点概率分布函数(PDF)来量化。我们计算收敛PDF轻度非线性尺度上的第一原理使用大偏差统计,占暗能量和总中微子质量。这是第一次,我们全面验证了收敛PDF模型对大型模拟透镜映射的宇宙学依赖性,证明了其高精度和准确性。我们表明,快速仿真代码可以提供高度准确的协方差矩阵,它可以与理论PDF模型相结合,进行预测,并消除了依赖昂贵的N体模拟的需要。我们的理论模型使我们能够进行第一次预测的收敛PDF,不同的全套$Λ$ CDM参数。我们的Fisher预测建立的收敛PDF的约束能力相比,有利的两点关联函数的欧几里德样的调查区域在一个单一的源红移。当与普朗克的CMB先验结合时,PDF比两点关联函数更强地约束中微子质量$M_ν$和暗能量状态方程$w_0$。
2021-07-07 astro-ph.CO
Forecasting local Primordial Non-Gaussianities from UNIONS Lyman-Break Galaxies and Planck CMB lensing
University of Waterloo(滑铁卢大学);University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学);Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);The Barcelona Institute of Science and Technology(巴塞罗那科学技术学院);Ruhr University Bochum(波鸿鲁尔大学);Perimeter Institute for Theoretical Physics(理论物理珀米特研究所);University of Hawaii(夏威夷大学);National Research Council Herzberg Astronomy and Astrophysics(国家研究委员会赫尔茨伯格天文学与天体物理学研究所)
利用UNIONS Lyman-Break星系和Planck CMB引力透镜数据,通过MCMC方法预测局部原初非高斯性参数f_NL^loc的不确定性,以及星系偏差参数的不确定性,提出改进观测精度的方案。
2026-03-30 astro-ph.CO
Forecasts of CMB lensing reconstruction of AliCPT-1 from the foreground cleaned polarization data
本文研究AliCPT-1在去除前景后的CMB透镜重构,结合多频段数据采用NILC和cILC方法清理E-map和B-map,模拟显示透镜重构信噪比约4.5,达到stage-III望远镜水平。
2023-03-10 astro-ph.CO
Delensing CMB Polarization with External Datasets
当前和未来CMB偏振实验的主要科学目标之一是寻找早期宇宙中重力波的随机背景。随着仪器灵敏度的提高,限制因素最终将是由引力透镜产生的B模式功率,这可以通过使用所谓的去透镜算法来消除。我们预测的前景,使用外部获得的CMB偏振的透镜映射:无论是从大尺度结构的观测,或从高分辨率的CMB温度的地图。我们的结论是,在任何一种情况下的预测是不令人鼓舞的,并显着去透镜大规模CMB偏振需要高分辨率的偏振图,具有足够的灵敏度来测量透镜B模式。我们还提出了一个简单的形式主义,包括在CMB的预测,这是计算速度快,同意与Monte Carlos脱透镜。
2010-10-05 astro-ph.CO
Emulating galaxy clustering and galaxy-galaxy lensing into the deeply nonlinear regime: methodology, information, and forecasts
将星系-星系透镜效应(GGL)与星系成团效应相结合是确定低红移物质成团振幅的最有前途的途径之一。我们发现,扩展聚类+GGL分析从线性制度下到$\sim 0.5 \, h^{-1}$ Mpc尺度大大增加了他们的约束力,即使在边缘化的非线性星系偏差的灵活模型。使用网格的宇宙学N体模拟,我们构建了一个泰勒膨胀模拟器,预测星系的自相关$ξ_{\text{gg}}(r)$和星系物质的互相关$ξ_{\text{gm}}(r)$作为$σ_8$,$Ω_m$,和晕占据分布(HOD)参数的函数,这是允许随大尺度环境而变化,以代表可能的影响星系组装偏差。我们给出了对应于BOSS LOWZ星系聚集和SDSS深度弱透镜(有效源密度$\sim 0.3$ arcmin $^{-2}$)的基准案例的预测。在$0.5 \leq r_p \leq 30 \, h^{-1}$ Mpc上使用切向剪切和投影相关函数测量,对参数组合$σ_8Ω_m^{0.58}$产生1.8%的约束,比排除非线性尺度的约束($γ_t,w_p$的$r_p > 2 \, h^{-1}$ Mpc、$4 \, h^{-1}$ Mpc)好两倍。这种改进大部分来自非线性聚类信息,它打破了HOD参数之间的退化,否则会降低从GGL的物质聚类的推断。将有效源密度增加到$3$ arcmin $^{-2}$使对$σ_8Ω_m^{0.58}$的约束进一步增加两倍。通过…
2017-09-20 astro-ph.CO
Impact of Weak Lensing Mass Calibration on eROSITA Galaxy Cluster Cosmological Studies -- a Forecast
我们预测的影响,弱透镜(WL)集群质量校准的宇宙学约束的X射线选择星系团计数在即将到来的eROSITA调查。我们采用原型宇宙学管道来分析模拟集群目录。每个集群是从质量函数在一个基准宇宙学采样,并给出了eROSITA计数率和红移,其中计数率建模使用eROSITA的有效面积,一个典型的曝光时间,泊松噪声和散射和所观察到的X射线光度-和温度-质量-红移关系的形式。集群的一个子集有模拟剪切剖面,以模仿DES和HSC或未来的欧几里得和LSST调查。使用计数率选择,我们产生了一个基线星系团宇宙学目录,其中包含13 k星系团超过14,892 ~deg $^2$的河外天空。低质量的群体被排除使用提高计数率阈值在低红移。当采用DES+HSC WL(Euclid; LSST)时,$Ω_\mathrm{M}$、$σ_8$和$w$的预测参数不确定性分别为0.023(0.016; 0.014)、0.017(0.012; 0.010)和0.085(0.074; 0.071),同时边缘化中微子质量的总和。距离-红移关系和可观测的-质量标度关系的参数之间的简并限制了WL校准对$w$约束的影响,但与来自DESI的BAO测量相比,将$w$的测定提高到0.043成为可能。用普朗克CMB先验,$Ω_\text{M}$($σ_8$)可以被确定为$0.005$($0.007$),中微子的总质量被限制为$\sum m_ν< 0…
2019-07-01 astro-ph.CO
Super-cluster simulations: impact of baryons on the matter power spectrum and weak lensing forecasts for Super-CLASS
我们使用一个完整的流体动力学和暗物质只模拟的组合,调查重子物理和选择超集群区域的物质功率谱的影响,通过重新模拟一个样本的超集群子卷。在大尺度上,我们发现从我们的超级集群样本测量的物质功率谱至少是从我们的随机样本测量的功率的两倍。我们的调查重子物理的影响,物质功率谱被发现是在协议与以前的研究,是弱于选择效应在大多数尺度。此外,我们调查的效果,针对宇宙学上的非代表性,超集群区域的天空上的弱透镜剪切功率谱。我们通过使用视线集成技术生成剪切和收敛图来实现这一点,该技术拦截了我们的随机和超级集群子体积。我们发现,收敛功率谱测量从我们的超级集群样本有一个更大的振幅比测量从随机样本在所有尺度。我们的结果框架内的超级CLuster辅助剪切调查(超级类),其目的是通过针对包含五个阿贝尔集群的天空区域来测量无线电波段中的宇宙剪切信号。假设超级级巡天的源密度为1.5个星系/弧分$^2$,我们预测探测意义为$2.7^{+1.5}_{-1.2}$,这表明在没有系统学的情况下,超级级计划可以单独使用射电数据进行宇宙剪切探测。
2017-10-30 astro-ph.CO
Projected-Field Kinetic Sunyaev-Zel'dovich Cross-Correlations: Halo Model and Forecasts
动力学Sunyaev-Zel'dovich(kSZ)效应,即,宇宙微波背景(CMB)光子的多普勒增强(Doppler boost)是研究宇宙中重子的一个强有力的窗口,该多普勒增强是由星系团和具有非零体速度的星系团中的自由电子散射引起的。我们提出了第一个晕模型计算的互功率谱的“投影场”的kSZ信号与大尺度结构(LSS)示踪剂。我们比较和验证我们的计算对以前的研究,这依赖于$N$体校准的有效公式,而不是晕模型。我们预测了来自阿塔卡马宇宙学望远镜(AdvACT),西蒙斯天文台(SO)和CMB-S4的CMB地图,以及来自暗能量调查的LSS调查数据,Vera C.鲁宾天文台(VRO)和\textit{Euclid}。在与星系数密度的交叉相关中,对于AdvACT $\times$ \textit{unWISE},我们预测了18个$σ$投影场kSZ检测使用的数据已经在手。结合SO CMB地图和\textit{unWISE}星系目录,我们期望一个$62σ$检测,产生精确的测量气体密度分布径向斜率。此外,我们预测的第一次检测kSZ -星系弱透镜交叉相关与AdvACT $\times$ VRO/ \textit{Euclid}(在6 $σ$)和kSZ - CMB弱透镜交叉相关与SO(在16 $σ$)。最后,气体密度分布形状的$\approx 10-20$ \%精确测量应该可以与CMB-S4 kSZ-C…
2022-08-16 astro-ph.CO
Decaying Dark Matter: Simulations and Weak-Lensing Forecast
尽管有证据表明暗物质(DM)存在于非常高和低的红移中,但适度的DM粒子衰变仍然是一个有效的可能性。这包括两种模型,一种是寿命很长但不稳定的粒子,另一种是混合的情况,只有一小部分暗物质被允许衰变。在本文中,我们研究如何DM粒子衰变成辐射影响非线性结构的形成。我们看看功率谱和它的红移演变,不同的衰变寿命($τ$)和衰变的总暗物质($f$)的分数,我们提出了一个拟合函数,达到低于$k\sim10$ h/Mpc的次百分比精度。在此基础上,我们进行了预测分析的欧几里德弱透镜(WL)调查,包括大质量中微子和重子反馈参数。我们发现,单独使用WL观测,对于所有DM都不稳定的情况,可以排除衰变寿命小于$τ=75$ Gyr(CL为95%)的可能性。如果将WL数据与普朗克卫星的CMB先验数据相结合,则该约束改进为$τ=182$ Gyr,如果我们进一步假设重子反馈完全受到即将到来的Sunyaev-Zeldovich或X射线数据的约束,则改进为$τ=275$ Gyr。后者显示了3.2的改进系数相比,仅从资本市场管理局数据的限制。对于$τ\sim 30$ Gyr或更低的暗物质的强烈衰变子成分的情况,对于相同的三种情况,可以排除$f>0.49$、$f>0.21$和$f>0.13$(在95% CL下)的衰变占总分数。我们的结论是,即将到来的第四阶段WL调查将使我们能够显着改善目前的限制稳定的暗物质部门。
2021-09-08 astro-ph.CO
DESI and DECaLS (D&D): galaxy-galaxy lensing measurements with 1% survey and its forecast
本研究结合DESI 1%巡天与DECaLS DR8数据,实现了BGS和LRG透镜天体的星系-星系透镜效应显著探测,并预测完整样本统计误差将大幅降低,同时明确了未来实现该潜力所需的系统误差控制要求。
2023-01-31 astro-ph.CO
Weak lensing forecasts for dark energy, neutrinos and initial conditions
弱引力透镜通过测量低红移宇宙的质量分布和几何形状提供了一种灵敏的宇宙学探测。我们展示了如何一个全天空弱透镜层析调查可以共同约束不同的宇宙学参数描述暗能量,大质量中微子(热暗物质),和原始的功率谱。为了将所有扇区置于平等的基础上,我们引入了一个新的参数$β$,二阶运行谱指数。使用Fisher矩阵的形式主义,有和没有CMB先验,我们研究了如何的约束变化的参数集被扩大。我们发现,弱透镜与CMB先验提供了强大的约束暗能量参数,并可以同时提供强约束所有三个部门。我们发现,暗能量部门在很大程度上是不敏感的,包括其他宇宙部门。规划未来的调查的影响进行了讨论。
2010-01-18 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.comp-ph
Constraining primordial non-Gaussianity using two galaxy surveys and CMB lensing
下一代星系巡天将能够测量超出等尺度的扰动。在这些超大尺度上,原始非高斯性留下的特征可以揭示早期宇宙中微扰产生的机制。我们对约束局部类型非高斯性及其具有简单尺度依赖性的双参数扩展进行了预测分析。我们结合不同的聚类测量从未来的星系调查-21厘米的强度映射调查和两个光度星系调查-通过多示踪剂的方法。此外,我们然后包括CMB透镜从CMB阶段4实验中的多示踪剂,这可以改善偏置参数的约束。我们通过结合SKA 1(类欧几里得(LSST)巡天)和CMB-S4透镜效应预测了$σ(f_{\rm NL}) \simeq 0.9$(1.4)。使用CMB透镜,$f_{\rm NL}$的精度提高了2倍,表明联合分析很重要。在运行$f_{\rm NL}$的情况下,我们的结果表明,即将到来的宇宙学调查的组合可以实现$σ(n_{\rm NL}) \simeq 0.12$(0.22)的运行指数。
2019-08-13 astro-ph.CO
CSST Strong Lensing Preparation: Cosmological Constraints Forecast from CSST Galaxy-Scale Strong Lensing
Yangtze University(长江大学);National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Zhengzhou University(郑州大学);University of Portsmouth(朴茨茅斯大学);Beijing Normal University(北京师范大学);Sun Yat-Sen University(中山大学)
CSST利用强引力透镜数据预测宇宙学限制,通过模拟样本测试红移和速度分散测量的不确定性,发现样本量增加显著提升精度,尤其在暗能量参数上达到更严格限制。
2025-11-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Improving CMB constraints on early Universe physics with LSS: A multi-probe forecast including cross-covariance
University of Sussex(萨塞克斯大学)
本文通过结合CMB和大尺度结构数据,预测对早期宇宙物理的约束改进,尤其在早期暗能量方面有显著提升。
2025-06-30 astro-ph.CO
Cosmological gravity on all scales V: MCMC forecasts combining large scale structure and CMB lensing for binned phenomenological modified gravity
Ludwig-Maximilians Universität(路德维希-马克西米利安大学);Indian Instititute for Science Education and Research (IISER)(印度科学教育研究所);Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute(平顿研究所计算天体物理学中心);Excellence Cluster ORIGINS(ORIGINS卓越集群);University of Sussex(萨塞克斯大学);Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik(马克斯·普朗克地外物理研究所)
本文通过模拟大尺度结构和CMB透镜数据,研究了修改引力模型在非线性尺度上的建模挑战,展示了MCMC预测在分箱参数化中的应用,揭示了μ和η之间的退化关系及透镜势的约束方向。
2026-07-21 astro-ph.CO gr-qc
Neutrino Masses, Dark Energy and the Gravitational Lensing of Pregalactic HI
我们研究的约束条件,下一代射电望远镜可以放置在中微子的质量和数量的物种,通过研究高红移21厘米发射的引力透镜结合广角调查的星系透镜。我们使用简单的再电离的历史和建议的望远镜设计的特点来预测中微子的约束和可探测性阈值。结果表明,引入21 cm透镜后,中微子参数与暗能量参数之间的简并度显著降低。星系和21厘米透镜的结合可以将中微子质量的总和限制在~ 0.04 eV以内,并将种类的数量限制在~ 0.1以内。这是一个改进的因素,2.6的质量和1.3的数量比星系透镜调查单独。这包括边缘化的11个参数的宇宙学模型与两个参数的暗能量状态方程模型。如果暗能量状态方程保持固定在w = p/ρ=-1,则约束提高到~0.03 eV和0.04 eV。这些预测误差主要取决于红移21 cm辐射(假设为25%)和再电离红移(假设为$z=7$)中可以测量的天空部分。我们还发现,质量太小而不能在数据中检测到的中微子仍然会引起测量的暗能量状态方程的显著偏差。
2009-01-03 astro-ph.CO
Forecasting the constraints on optical selection bias and projection effects of galaxy cluster lensing with multiwavelength data
针对光学选星系团引力透镜信号因投影效应偏高的问题,研究结合光学测光与气体性质的模拟数据,证明1300平方度的多波段重叠巡天可将引力透镜偏差约束到5%精度,且能消除该偏差,助力星系团宇宙学研究。
2023-12-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cross-correlation of Planck CMB Lensing and CFHTLenS Galaxy Weak Lensing Maps
我们使用普朗克2013年和2015年的数据和154度^2加拿大-法国-夏威夷望远镜透镜巡天(CFHTLenS)交叉关联了宇宙微波背景(CMB)透镜和星系弱透镜图。该测量探测了在CMB和CFHTLenS透镜内核的高和低红移峰之间的中间红移~0.9处的大尺度结构。使用这些数据集的噪声特性和标准普朗克2015 LCDM宇宙学参数,我们预测交叉相关的信噪比约为4.6。我们发现,我们的实际测量的噪声水平与此估计一致,但信号的幅度远低于理论预测。我们测量的互相关的最佳拟合幅度是分别使用2013年和2015年普朗克CMB透镜图的$A_{2013}=0.48\pm0.26$和$A_{2015}=0.44\pm0.22$,其中$A=1$对应于基准普朗克2015年LCDM预测。由于测得的振幅较低,检测显著性中等(~2 $σ$),数据与理论预测(~2- $2.5σ$)存在张力。与使用WMAP 9参数的预测相比,张力有所降低,我们发现$A_{2013}=0.56\pm0.30$和$A_{2015}=0.52\pm0.26$。我们考虑了各种系统效应,发现光度红移的不确定性,内在排列的污染,以及普朗克2015 CMB透镜重建中星系团的掩蔽效应能够帮助解决显着水平的张力(每个约10%)。CFHTLenS剪切数据中的总体倍增偏倚也可能发挥作用,可以使用现有数据进行检验。我们关闭预测测量这种互相关使用正在进行的和未…
2015-10-01 astro-ph.CO
LiteBIRD Science Goals and Forecasts: A full-sky measurement of gravitational lensing of the CMB
本文研究了 LiteBIRD 卫星利用全天 CMB 偏振数据测量引力透镜效应的能力,发现其能在 90% 天区实现信噪比约 40 的透镜重建,较 Planck 偏振测量提升四倍,将有力推动交叉相关科学研究。
2023-12-08 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 cosmology with weak lensing voids
即将到来的调查,如\LSST{}和\Euclid{}将显着提高弱透镜作为宇宙学探测的能力。为了最大限度地提高信息,可以从这些调查中提取,重要的是要探索新的统计,补充标准的弱透镜统计,如剪切-剪切关联函数和峰值计数。在这项工作中,我们使用最近提出的弱透镜观测-弱透镜空洞-进行参数约束预测LSST的调查。我们使用\cosmoslics{} $w$ CDM模拟套件来测量作为宇宙学参数的函数的空洞统计。模拟数据用于训练高斯过程回归仿真器,我们使用它来生成似然轮廓,并提供来自模拟观测的参数约束。我们发现,空隙丰度是更多的约束比切向剪切剖面,虽然两者的组合提供了额外的约束力。我们预测,没有层析分解,这些空隙统计可以约束的物质波动幅度,$S_8$在0.3\%(68\%置信区间),而提供1.5,1.5和2.7\%的精度上的物质密度参数,$Ω_{\rm m}$,约化哈勃常数,$h$,和暗能量状态方程参数,$w_0$,分别。这些结果比$Ω_m$、$S_8$和$w_0$具有相同观测规范的剪-剪关联函数的约束更严格。从WL空隙的约束也有互补的参数简并方向的剪切2 PCF的所有组合的参数,包括$h$,使弱透镜空隙统计一个有前途的宇宙学探测。
2021-07-31 astro-ph.CO
Measuring the distances to quasars at high redshifts with strong lensing
强透镜类星体的时间延迟测量是众所周知的,提供“时间延迟距离”$D_{Δt}=(1+z_L)D_LD_S/D_{LS}$和角直径距离透镜星系$D_L$。这两种距离对宇宙学参数给出了严格的限制。在这项工作中,我们探索了一种不同的使用时间延迟观测:在一个平坦的宇宙的假设下,强透镜观测可以准确地测量角直径的源$D_S$的距离。根据预测,类星体的相应红移可能达到$z_S\sim4$。高红移距离将采样Ia超新星和CMB之间的哈勃图,独立于宇宙模型提供关于我们宇宙性质演化的直接信息,例如,暗能量状态方程参数$w(z)$。我们将我们的方法应用于现有的透镜系统SDSS 1206+4332,并在$z_S=1.789$上得到$D_S=2388_{-978}^{+2632}Mpc$。并对LSST的时代进行了预测。$D_S$的不确定度取决于透镜和光源的红移、$D_{Δt}$和$D_L$的不确定度以及$D_{Δt}$和$D_L$之间的相关性。更大的相关性将导致更严格的$D_S$测定。
2019-08-08 astro-ph.CO
On the Validity of Cosmological Fisher Matrix Forecasts
我们提出了一个比较的Fisher矩阵预测宇宙学探针与蒙特卡罗马尔可夫链(MCMC)后验似然估计方法。我们分析了未来的暗能量任务组(DETF)的第三阶段和第四阶段暗能量调查使用超新星,重子声学振荡和弱透镜作为探针的性能。我们特别关注暗能量状态方程参数w 0和wa。对于纯粹的几何探针,特别是当边缘化超过wa,我们发现这两种方法之间存在相当大的分歧,因为在这种情况下,Fisher矩阵不能再现高度非椭圆形状的似然函数。更定量地,Fisher方法低估了30%-70%之间的纯几何探针的边缘化误差。对于包括弱透镜效应等结构形成的情况,我们发现Fisher矩阵估计的后验概率轮廓与MCMC轮廓吻合良好,预测误差仅在5%的水平上变化。然后,我们探索非线性变换导致的物理动机的参数,并调查这些参数化是否表现出高斯行为。我们的结论是,对于纯粹的几何探针,更一般地说,在不知道可能性是否接近高斯的情况下,Fisher矩阵不是产生可靠预测的适当工具。
2012-06-01 astro-ph.CO
Cosmology with galaxy cluster weak lensing: statistical limits and experimental design
我们预测的限制,在当前和下一代弱透镜调查的集群弱透镜和数量计数的组合实现的物质集群sigma_8(z)的幅度。我们提倡一种方法,类似于星系星系透镜,在每个红移箱中的观测值是平均数计数和平均弱透镜的质量代理阈值以上的集群配置文件。主要的天体物理干扰参数是质量代理和阈值附近的真实质量之间的对数散布。对于类似于暗能量巡天(DES)、罗马太空望远镜高纬度巡天(HLS)和鲁宾天文台时空遗产巡天(LSST)的巡天,如果质量可观测散射的外部先验优于0.01,我们预测sigma_8的总精度分别为0.26%、0.24%和0.10%。在DES或HLS的情况下,对于0.05的散射先验,以及对于LSST的0.016先验,这些约束将退化约20%。罗马太空望远镜对大约2500个大质量星团进行为期一个月的观测计划,可以单独实现对sigma_8(z=0.7)的0.5%约束,或者与HLS结合实现~0.33%约束。实现集群的约束力,需要准确的知识的质量可观察的关系和严格的控制系统。我们提供了解析近似我们的数值结果,可以很容易地缩放到其他调查假设或其他方法的集群质量估计。
2021-03-26 astro-ph.CO
Future constraints on variations of the fine structure constant from combined CMB and weak lensing measurements
我们预测未来的CMB和星系透镜调查的能力,以约束精细结构常数的变化。我们发现,透镜数据,因为那些预期从卫星实验欧几里德可以改善约束,从未来的CMB实验导致Δα/ α= 8*10^{-4}的精度。精细结构常数α的变化与哈勃常数H_0和暴胀参数作为标量谱指数n_s强烈简并。如果在复合时期α的变化大到\sim 0.5%,这些简并性可能会在宇宙学参数的测定中引起显著的偏差。
2012-02-22 astro-ph.CO
Power Spectra Based Planck Constraints on Compensated Isocurvature, and Forecasts for LiteBIRD and CORE Space Missions
补偿等曲率扰动(CIP),其中重子和冷暗物质扰动抵消,不引起总物质等曲率扰动。因此,在重子密度衬度$Δ$的线性阶,CIP是不能被CMB功率谱检测到的。在第二阶,CIP以与透镜化类似的方式平滑功率谱,导致CIP方差$Δ^2_{rms}=<Δ^2>$和透镜化参数$A_L$之间的简并。我们表明,CMB透镜数据打破了这种简并。LCDM+CIP(+ $A_L$)模型的嵌套采样、普朗克2015年温度、偏振和透镜数据给出了68% CL下的$Δ^2_{rms}=0.0069\pm0.0030$。在2.3 $σ$时,非零值更受欢迎。与绝热LCDM模型相比,CIP与$Δ^2_{rms}=0.007$的最佳拟合$χ^2$提高了3.6。相比之下,尽管温度数据有利于$A_L=1.22$,但允许$A_L\ne1$不会改善关节配合,因为透镜数据不利于$A_L\ne1$。事实上,CIP提供了一个罕见的简单模型的例子,它可以通过同时拟合高多极温度和透镜数据以及极化数据来减少普朗克透镜异常。最后,我们得出预测未来的卫星任务(LiteBIRD建议JAXA和探索宇宙起源与核心建议欧空局的M5电话)。由于其粗糙的角分辨率,LiteBIRD无法改善CIP或$A_L$的约束,但CORE-M5接近宇宙方差极限,并将CIP约束改善为68%(95%)CL的$Δ^2_{rms}<0.0006\ (0.0014)$,这比目前基于三谱的上…
2017-01-24 astro-ph.CO hep-ph
Robust forecasts on fundamental physics from the foreground-obscured, gravitationally-lensed CMB polarization
BICEP、凯克阵列和普朗克合作的最新结果表明,在寻找宇宙微波背景(CMB)极化中暴胀引力波证据的过程中,银河前景是一个不可避免的障碍。在前景之外,干预大尺度结构的透镜效应进一步掩盖了当前数据所允许的最强通胀信号。随着大量正在进行和即将进行的旨在测量这些特征的实验,仔细和自我一致地考虑实验的前景和透镜去除能力对于获得对其性能的可靠预测至关重要。我们调查了先进ACTPol、BICEP 3和Keck阵列、CLASS、EBEX 10 K、PIPER、Simons阵列、SPT-3G和SPIDER等仪器的能力,以及COrE+、LiteBIRD-ext、PIXIE和Stage IV等项目的能力,以清除来自原始多频数据的偏振同步加速器和灰尘造成的污染,并且从所得到的共同添加的CMB图中去除透镜效应(或者使用迭代的仅CMB技术或者通过与外部数据的互相关)。除了这些影响,我们预测这些实验在暴胀物理,中微子部门,和暗能量参数方面的约束力。该工具通过在线界面公开提供,使下一代CMB实验能够使其设计更加突出,优化其频率覆盖范围以最大限度地提高科学产出,并确定跨实验合作最有益的地方。我们发现,从地面,气球和空间仪器的互补组合分析数据可以显着提高组件分离性能,去透镜,和宇宙学的限制在个人数据集。
2016-04-06 astro-ph.CO
Probing dark energy with tomographic weak-lensing aperture mass statistics
我们预测和优化各种弱透镜孔径质量($M_{\rm ap}$)地图统计未来的宇宙剪切调查,包括峰值,空隙,和像素的完整分布(1D $M_{\rm ap}$)的宇宙学功率。这些替代方法探测物质分布的非高斯区域,在经典的两点估计中加入互补的宇宙学信息。基于SLICS和cosmo-SLICS $N$ -body模拟,我们建立了类似于欧几里得的模拟来探索$S_8 - Ω_{\rm m} - w_0$参数空间。我们开发了一种新的层析成像的形式主义,利用红移片(交叉- $M_{\rm ap}$)之间的交叉信息,除了从个别切片(自动- $M_{\rm ap}$)探测在标准的方法。我们的自动$M_{\rm ap}$预测精度与最近的文献中弱透镜峰统计,并提高了$\sim 50$ %时,包括交叉$M_{\rm ap}$。通过使用1D $M_{\rm ap}$,它的性能优于所有其他估计器,包括剪切两点相关函数($γ$-2 PCF),进一步提高了它的性能。当考虑所有的断层摄影方面,我们的不确定性范围的结构生长参数$S_8$的$\sim 45$ %(几乎两倍更好)时,结合1D $M_{\rm ap}$和$γ$-2 PCF相比,$γ$-2 PCF单独。我们还测量了暗能量状态方程$w_0$的第一个组合预测,发现与单独的$γ$-2 PCF相比,统计误差减少了三分之一。这表明,非高斯$M_{\rm ap}$地图统计探…
2021-01-13 astro-ph.CO
Forecasting the power of Higher Order Weak Lensing Statistics with automatically differentiable simulations
本研究提出全微分物理模型DLL,扩展FlowPM代码并结合物理-神经混合参数化实现低成本高精度引力透镜模拟,验证后用于对比LSST下峰计数与角功率谱的宇宙学参数约束能力,发现峰计数表现更优。
2023-05-12 astro-ph.CO astro-ph.IM
LiteBIRD science goals and forecasts: improved full-sky reconstruction of the gravitational lensing potential through the combination of Planck and LiteBIRD data
通过结合Planck和LiteBIRD数据,实现更精确的全天空重力透镜势重建,提升S8约束和张量-标量比约束。
2025-11-25 astro-ph.CO
CSST Strong Lensing Preparation: Forecasting the galaxy-galaxy strong lensing population for the China Space Station Telescope
本文通过Monte Carlo模拟预测CSST将观测约16万个星系-星系强透镜,使现有样本增加三个数量级,并分析了其观测能力与选择函数以优化发现和建模策略。
2024-07-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
CMB Lens Sample Covariance and Consistency Relations
来自CMB温度场和偏振场的两点和更高点统计的引力透镜信息是内在相关的,因为它们被最后散射和观察之间的相同结构实现所透镜化。使用透镜样本协方差的分析模型,我们表明,有一个模式,单独测量的透镜CMB功率谱和透镜重建,进行这种相关性的大部分。一旦这些测量成为透镜样本方差占主导地位,这种模式应该提供一个有用的一致性检查之间的观测,在很大程度上是免费的采样和宇宙学参数的错误。违反一致性可能表明数据和透镜重建中的系统误差或最后散射的新物理学,其中任何一个都可能使宇宙学推断产生偏差,并使引力波失去光泽。第二种模式为空间平坦的宇宙提供了较弱的一致性检查。我们的分析隔离的额外信息提供的透镜在一个独立的方式,但也是有用的理解和预测CMB宇宙学参数误差的扩展$Λ$ CDM参数空间的暗能量,曲率和大质量中微子。为此,我们引入并测试了一种简单但准确的预测技术,即既不双重计数透镜信息,也不忽略观测量中的透镜。
2017-02-16 astro-ph.CO