Calibration biases in measurements of weak lensing
正如Viola等人最近所示，用于测量弱引力切变的普通（KSB）方法在物体的测量切变和真实切变之间产生非线性关系。我们在这里调查什么样的影响，这样的非线性校准关系可能对宇宙学参数估计从弱透镜，如果一个简单的，线性的校准关系假设。我们表明，非线性关系引入了剪切相关振幅的偏差，从而在宇宙学参数欧米茄_物质和sigma_8的偏差。它的方向和大小取决于点扩散函数与测量剪切的星系图像相比是窄还是宽。宇宙学参数的大量高估或低估同样是可能的，这也取决于KSB方法的变体。我们的研究结果表明，对于可信的宇宙学参数估计弱透镜的测量，必须验证所采用的方法是免费的椭圆度依赖的偏见或监测，从模拟推断的校准关系是适用于手头的调查。
2011-03-30 astro-ph.CO
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
Mitigating Foreground Biases in CMB Lensing Reconstruction Using Cleaned Gradients
重建的宇宙微波背景（CMB）透镜会聚图将在未来几年的精密宇宙学中发挥重要作用。宇宙微波背景辐射透镜图将能够校准高红移星系团的质量，并将通过与星系巡天的互相关对宇宙结构的增长进行精确测量。在接下来的十年中，CMB透镜重建将严重依赖于温度数据，而不是偏振，因此需要详细了解由于河外前景造成的偏差。在短期内，其中最显着的偏差是由于热Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）效应。此外，高分辨率观测将仅在少数频率下可用，这使得完全前景清理具有挑战性。在本文中，我们展示了一个解决方案的前景偏见的问题，涉及清洗只有大规模的梯度的CMB温度图。我们表明，必要的数据tSZ偏压免费CMB透镜地图已经存在的形式，大规模测量的CMB在多个频率的普朗克和WMAP卫星实验。具体而言，我们表明，从CMB透镜推断晕质量的偏见是消除利用干净的梯度从多频分量分离，涉及普朗克和WMAP数据，和特殊的星系互相关透镜地图可以准备只有一个小的惩罚信号噪声，而不需要掩蔽，在绘画，建模，或模拟工作的tSZ偏差。虽然我们专注于互相关，我们还表明，梯度清洗可以减轻偏见的CMB透镜自谱所产生的前景的温度和偏振的存在下，以最小的信噪比损失。
2018-07-07 astro-ph.CO
The mass-concentration relation in lensing clusters: the role of statistical biases and selection effects
星系团的质量与浓度的关系可以追溯星系团的形成和演化。大规模的透镜集群被观察到过度集中，并遵循与一致性$Λ$ CDM范式的预测的张力急剧缩放。我们批判性地修正了CLASH，SGAS，LOOLS和弱透镜团的高红移样本中的关系。质量和浓度的测量是反相关的，这可能会使观察到的关系偏向更陡峭的值。我们纠正了这种偏见，并比较了测量的关系到理论预测占晕三轴性，绝热收缩的晕，存在一个占主导地位的BCG，主要是在所观察到的样品中的选择效应。预期关系的归一化、斜率和离散度与样本密切相关。对于所考虑的样本，预测的斜率是陡峭得多，比基本的关系表征暗物质只有集群。我们发现，对观测关系中的统计偏差和选择偏差的校正主要解决了与$Λ$ CDM模型的紧张关系。
2015-03-17 astro-ph.CO
Cosmological Parameter Biases from Doppler-Shifted Weak Lensing in Stage IV Experiments
第四阶段弱透镜巡天的到来将开启精确宇宙学的新纪元。这些实验将提供比现有调查更大的精度飞跃，我们必须确保我们的理论的准确性与此相匹配。因此，有必要明确评估当前分析中所作的理论假设对即将进行的调查的影响。在目前的分析中通常忽略的一个影响是多普勒频移的测量源共动距离。使用Fisher矩阵，我们计算的宇宙学参数值推断从欧几里德类调查的偏差，如果这个多普勒频移的校正被省略。我们发现，这种多普勒频移可以安全地忽略第四阶段的调查。调查中使用的代码是公开的。
2021-06-08 astro-ph.CO
Strong lensing in the MareNostrum Universe: biases in the cluster lens population
强透镜效应是研究星系团内部质量分布最直接的方法之一。它可以用来约束密度分布和测量透镜的质量。此外，强透镜事件的丰度可以用来约束结构的形成和宇宙学参数通过所谓的“弧统计”的方法。然而，在宇宙学应用中与强透镜团簇的使用相关的几个问题仍然存在争议，导致怀疑一些偏见可能会影响这类非常特殊的物体。通过这项研究，我们的目标是更好地了解星系团的性质，这可能是强透镜。我们这样做是通过调查的N体/流体动力学模拟MareNostrum宇宙提取的大样本的星系团的属性。我们探讨了透镜效应的截面与星系团的质量、三维形状、投影形状、浓度、X射线光度和动力学活动等性质之间的关系。我们发现，透镜的主轴和视线之间的强对准的概率是透镜截面的增长函数。在投影中，强透镜在R200内看起来更圆，但我们发现，随着透镜截面的增加，它们的核心往往更椭圆。我们还发现，从预计的密度分布估计的集群浓度往往偏高。强透镜星系团的X射线光度比类似质量和红移的正常透镜团的高。这对于质量最小的透镜尤其重要。最后，我们发现，最强的透镜通常表现出过剩的动能的维里半径内，这表明他们是更动态活跃比通常的集群。
2010-03-23 astro-ph.CO
Impact of projection-induced optical selection bias on the weak lensing mass calibration of galaxy clusters
Boise State University（博伊西州立大学）；Southern Methodist University（南方卫理公会大学）；Instituto de Física Teórica (IFT), UAM–CSIC（马德里自治大学-西班牙国家研究委员会理论物理研究所）；Case Western Reserve University（凯斯西储大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）
研究探讨了光学识别星系团的弱引力透镜信号受投影诱导光学选择偏差的影响，发现该偏差导致质量校准偏高，限制了宇宙学参数的准确性，提出需考虑此偏差的策略。
2026-02-10 astro-ph.CO
Projection effects of large-scale structures on weak-lensing peak abundances
弱透镜（WL）地图中的高峰值主要来源于单个大质量晕的透镜效应。因此，它们的丰度与晕质量函数密切相关，因此是一个强大的宇宙学探测器。然而，另一方面，除了个别的质量晕，沿视线的大尺度结构（LSS）也有助于峰值信号。在本文中，光线跟踪模拟，我们研究LSS投影效果。我们表明，目前的调查与大的形状噪声，随机LSS效应是次显性的。对于未来的WL调查与源星系的中值红移$z_{\mathrm{med}}\sim1$或更高，但是，他们是显着的。对于宇宙学约束来自观察到的WL高峰计数，严重的偏见可能会发生，如果LSS效应没有得到适当的考虑。我们扩展了\citet{Fan2010}模型，将LSS投影效应纳入理论考虑。通过与模拟结果的比较，我们证明了改进模型的良好性能及其在宇宙学研究中的适用性。
2018-03-26 astro-ph.CO
The impact of spurious shear on cosmological parameter estimates from weak lensing observables
剪切测量中的残余误差，经过仪器系统学和大气效应的校正，可以影响来自弱透镜观测的宇宙学参数。在这里，我们结合了收敛地图，从我们的套件射线跟踪模拟与随机实现的虚假剪切。这使我们能够量化的误差和偏差的三重$(Ω_m,w,σ_8)$来自功率谱（PS），以及从三组不同的非高斯统计的透镜收敛场：闵可夫斯基泛函（MF），低阶矩（LM），和峰值计数（PK）。我们的主要结果是：（i）我们发现一个数量级较小的偏差从PS比以前的工作。(ii)PS和LM产生的偏差远小于形态统计（MF，PK）。(iii)对于积分振幅与当前估计值$σ^2_{sys}\approx 10^{-7}$一样低的严格高斯伪切变，即使对于具有LSST统计功效的调查，来自PS和LM的偏差也不重要。然而，我们发现，对于大于$\approx 100$ deg $^2$的调查，噪声中的非高斯性（不包括在我们的分析中）可能很重要，必须量化以评估偏差。(iv)形态统计（MF，PK）引入了重要的偏见，即使是高斯噪声，这必须在大型调查纠正。偏差在$(Ω_m,w,σ_8)$参数空间中处于不同方向，允许通过组合多个统计量进行自校准。我们的研究结果保证后续研究更广泛的透镜模拟和更准确的虚假剪切估计。
2015-01-05 astro-ph.CO
Maximising information from weak lensing galaxy surveys
针对第四阶段弱引力透镜星系巡天的分析精度需求，本研究开发新的二次最大似然功率谱估计实现、用理论不确定性法缓解重子反馈偏差并重估二元尺度截断准则，在最大化观测信息的同时降低系统偏差，推动弱引力透镜宇宙学发展。
2025-03-21 astro-ph.CO
The impact of projection effects on cluster observables: stacked lensing and projected clustering
光学星系团探测器不可避免地会受到投影效应的影响，它会将沿着视线的多个星系晕中的叠加星系误认为是一个单一的星系团。使用模拟集群目录建立从宇宙学N体模拟，我们量化这些投影效应的影响，特别关注的观测值集群宇宙学的兴趣，即集群透镜和集群信号。我们发现，“观察到的”集群，即通过我们的集群查找器算法识别的集群，表现出偏离基于统计各向同性晕轮模型的预期的透镜和聚类信号-虽然这两个信号在小尺度上都符合晕轮模型的预期，但它们在大尺度上表现出意想不到的提升，分别高达1.2或1.4倍。我们确定这些提升的起源为固有的选择偏差的光学集群发现器的集群内的灯丝对齐的视线，并表明，少数（$\sim 30\%$）的这种集群在整个样品是负责这个观察到的提升。我们讨论了我们的研究结果对以前的研究的光学集群的影响，以及在未来的集群宇宙学分析识别和减轻投影效应的前景。
2020-06-16 astro-ph.CO
Weak Lensing Peak Finding: Estimators, Filters, and Biases
剪切选择峰的大型目录最近已成为现实。为了正确解释这些峰的丰度和性质，有必要考虑到源星系之间以及与透镜的聚集效应。此外，在通量和尺寸有限的样品中透镜星系的首选导致与透镜场（透镜偏置）相关的表观源密度的波动。在本文中，我们研究这些问题的两个不同的选择剪切估计，这是目前常用的：全球归一化和局部归一化估计。虽然在原则上等同，在实践中，这些估计不同的系统效应，如透镜偏差和集群成员稀释。此外，我们发现，估计是统计上优越的取决于特定形状的滤波器用于峰值查找;次优选择的估计+滤波器组合可以导致抑制数量级的高峰。透镜偏置通常用于增加剪切峰的信噪比V;对于高峰值，增强可以大到Δ V ~ 1-2。由于峰丰度函数的陡度，这些提升可导致剪切峰丰度的显著增加。一篇配套论文（Rozo et al.，2010）在叠加弱透镜质量估计的背景下研究了这些相同的问题。
2010-09-03 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
An Inpainting Approach to Tackle the Kinematic and Thermal SZ Induced Biases in CMB-Cluster Lensing Estimators
在利用宇宙微波背景（CMB）温度图重建星系团的潜在透镜势时，星系团自身的Sunyaev-Zel '} dovich（SZ）信号是一个主要的污染物。在这项工作中，我们开发了一个修改的二次估计（QE），旨在减轻由于运动学和热SZ效应的透镜偏差。该方法背后的想法是使用修复来从大规模CMB梯度图中消除集群自身的发射。在这个修复的梯度图中，我们使用基于周围区域信息的约束高斯实现来填充聚类位置处的像素值。我们表明，与即将进行的调查的其他噪声源相比，由于修复过程引起的噪声很小，并且对最终的透镜信噪比的影响最小。在没有任何前景清理的情况下，我们发现CMB-S4实验在z = 0.7时包含5000个具有$M_{200c} = 2 \times 10^{14}\ M_{\odot}$的簇样本上的堆叠质量不确定性为6.5%。除了SZ引起的透镜偏置，我们还量化了低质量的偏见所产生的由于污染的CMB梯度集群收敛。对于在这项工作中考虑的基准集群样本，我们发现，即使当模式高达$\sim 2700$用于梯度估计时，偏差是可以忽略不计的标准和修改后的QE的统计不确定性相比。我们证明，随着梯度模式的增加，灵敏度可以提高14%，与梯度模式高达$2000$的上述基准结果相比
2019-11-07 astro-ph.CO
Self-calibration of weak lensing cosmic shear biases
Institute for Astronomy, University of Edinburgh（爱丁堡大学天文研究所）
本文提出了一种无需外部模拟的弱引力透镜宇宙 shear 偏置自校准方法，通过联合推断乘法和加法偏置，提升校准性能。
2026-08-21 astro-ph.CO astro-ph.IM
Optical selection bias and projection effects in stacked galaxy cluster weak lensing
目前和即将进行的星系团巡天的宇宙学约束受到星系团质量校准精度的限制。特别是，光学识别的星系团容易受到选择效应的影响，这可能会使弱透镜质量校准产生偏差。我们调查的选择偏差的堆叠集群透镜信号与光学选择集群，使用集群识别的redMapPer算法在Buzzard模拟作为案例研究。我们发现，在一个给定的集群晕质量，redMapper丰富度和弱透镜信号的残差呈正相关。因此，对于给定的丰富度选择，与我们从底层晕质量概率分布所预期的相比，堆叠的透镜效应信号偏高。因此，星系团透镜选择偏差会导致高估星系团的平均质量和有偏差的宇宙学结果。我们发现，透镜选择偏置表现出很强的尺度依赖性，在大尺度上$ΔΣ$约为20%至60%。这种选择偏差主要来源于沿着视线在+/-20至60 Mpc/h范围内的虚假成员星系，突出了量化与测光星系团巡天中成员星系的广泛红移分布相关的投影效应的重要性。虽然我们的研究结果在定性上与文献中的结果一致，但需要对选择偏差进行准确的定量建模，以实现星团透镜宇宙学的目标，并需要涵盖广泛的星系晕连接模型的合成目录。
2022-08-09 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
On cosmological bias due to the magnification of shear and position samples in modern weak lensing analyses
现代星系巡天中星系的放大率导致了现代透镜“3x 2 pt”分析中使用的宇宙剪切、星系-星系透镜和聚类观测值之间的额外相关性，这是由于样本的选择。在本文中，我们模拟放大率的贡献，所有三个观测利用SLICS模拟套件，并测试的灵敏度的宇宙学模型，星系的偏见和红移分布校准未建模放大率在第四阶段的调查，使用蒙特卡洛抽样。我们发现，放大不能被忽略，在任何单一或组合的可观察，与放大诱导$>1σ$偏见的$w_0-σ_8$平面，包括宇宙剪切和3x 2 pt分析。在3x 2 pt和宇宙剪切中存在显著的宇宙学偏差，仅从剪切样品的放大来看。我们发现，放大率引起的红移分布的位置样本进行分析，这可能是潜在的用于识别污染的放大率的平均值显着的偏差。
2021-11-18 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
The Impact of Magnification and Size Bias on Weak Lensing Power Spectrum and Peak Statistics
弱透镜功率谱是探测宇宙学参数的有力工具。此外，透镜峰计数包含超出功率谱的宇宙学信息。这两个统计数据都可能受到在高放大率的天空中优先选择源星系的影响，以及这些区域中源星系表面密度的稀释。如果不加以考虑，这些偏差会给宇宙学测量带来系统误差。在这里，我们量化这些系统误差，使用收敛图从一套光线跟踪N体模拟。在正在进行的和计划进行的主要弱透镜观测的截止星等m处，累积计数s = dlog[n（>m）]/dlog（m）的对数斜率在0.1 < s < 0.5的范围内。在s = 0.2时，预期在LSST的I波段中，Omega_m、w和sigma_8的推断值被许多sigma偏置（其中sigma表示边缘化误差），因此需要仔细建模偏置。我们还发现，当使用功率谱和峰值计数时，参数在（Omega_m，w，sigma_8）参数空间中的偏置不同。特别地，从功率谱导出的w比从峰值计数导出的w受影响更小，而对于[sigma_8 Omega_m^gamma]的最佳约束组合（其中来自功率谱的gamma=0.62，来自峰值计数的gamma = 0.48），情况正好相反。这表明功率谱和峰值计数的组合可以帮助减轻放大率和尺寸偏差的影响。
2013-10-28 astro-ph.CO
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
CMB lensing reconstruction biases in cross-correlation with large-scale structure probes
本文研究CMB透镜重建与大尺度结构交叉关联中的非线性双谱偏差，给出解析模型并与N体模拟对比，发现偏差在温度重建中达5-15%，偏振估计器可显著降低，且该效应对未来巡天系统误差控制有重要影响。
2023-07-07 astro-ph.CO
Reducing biases on $H_0$ measurements using strong lensing and galaxy dynamics: results from the EAGLE simulation
来自时间延迟透镜观测的宇宙学参数约束正变得越来越精确。然而，由于所谓的质量片简并性等原因，这些测量中可能存在显著的偏差和分散。为了估计这些不确定性，我们分析了最大的EAGLE流体动力学模拟强透镜。我们将质量片变换应用于透镜的径向密度分布，并通过选择接近等温的透镜，我们发现H0上的偏差可以降低到5%，固有散射为10%，证实了先前在不同模拟数据集上进行的结果。我们进一步研究是否结合透镜观测量与运动学约束有助于最大限度地减少这种偏见。我们没有检测到任何显着的依赖透镜模型参数或观测性质的星系的偏见，但根据源透镜配置，偏见可能仍然存在。十字透镜提供了对哈勃常数的精确估计，而折叠（双）透镜倾向于偏置低（高）。在运动学约束下，双透镜显示的偏差和固有散射分别为6%和10%，而四透镜显示的偏差和固有散射分别为0.5%和10%。对于具有减小的$χ^2 > 1$的透镜，可以看到$χ^2$对透镜环境（附近星系的数量）的幂律依赖性。最后，我们模型，在更详细的情况下，两个双镜头是显着偏置。我们能够消除偏差，这表明通过仔细考虑系统不确定性的其他来源，也可以减少剩余的偏差。
2017-06-23 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
Cross-Correlation of CFHTLenS Galaxy Number Density and Planck CMB Lensing
我们测量了来自加拿大-法国-夏威夷望远镜透镜巡天（CFHTLenS）目录的星系密度与来自普朗克数据发布1（2013）和2（2015）的引力透镜收敛之间的交叉功率谱。我们调查了三个主要的星系样本：$18.0<i_{\rm AB}<22.0$，$18.0<i_{\rm AB}<23.0$，$18.0<i_{\rm AB}<24.0$在红移范围$0.2<z<1.3$在四个CFHTLens宽领域。通过比较测量的互谱与模型预测，使用普朗克2015年发布的$3.5, 4.5, 5.6σ$的显著性推断出$b=0.82^{+0.24}_{-0.23}, 0.83^{+0.19}_{-0.18}, 0.82^{+0.16}_{-0.14}$的线性星系-暗物质偏差。这些测量结果与来自星系-星系自相关的偏差（分别为$b=1.15^{+0.02}_{-0.01}, 1.08^{+0.01}_{-0.01}$和$0.96^{+0.01}_{-0.01}$）略有一致。使用2013年普朗克发布的数据，我们获得了$b=1.33^{+0.29}_{-0.28}, 1.19^{+0.23}_{-0.23}, 1.16^{+0.19}_{-0.18}$的偏差，显示了发布之间的显著差异。
2015-02-11 astro-ph.CO
Foreground-immune CMB lensing with shear-only reconstruction
来自当前和即将到来的宽场CMB实验（如AdvACT，SPT-3G和西蒙斯天文台）的CMB透镜在很大程度上依赖于温度（与偏振）。在这种情况下，对温度图的前景污染产生显著的透镜偏置，这不能通过多频率分量分离、掩蔽或偏置硬化来完全控制。在这封信中，我们分裂成一组新的最佳“多极”估计标准CMB透镜二次估计。在大尺度上，这些多极估计减少到已知的放大和剪切估计，和一个新的剪切B-模式估计。我们利用不同的对称性的透镜CMB和河外前景认为，剪切估计应该是大约免疫河外前景。我们建立了一个新的方法来计算单独和无噪声的初级，次级和三光谱偏差CMB透镜从前景模拟。使用这种方法，我们证明了剪切估计确实是不敏感的河外前景，即使当应用到一个单频温度图污染CIB，tSZ，kSZ和无线电点源。前景偏差的这种显著降低使我们能够包括比标准二次估计器更高的温度多极，从而增加了超过二次估计器的总透镜信噪比。此外，仅放大和剪切B模式估计提供了有用的诊断潜在的残差。我们的Python代码LensQuEst可以预测各种估计器的信噪比，生成模拟映射，对它们进行建模，并将各种透镜估计器应用于它们，这些代码可以在https://github.com/EmmanuelSchaan/LensQuEst上公开获得。
2019-05-16 astro-ph.CO
Density mapping with weak lensing and phase information
宇宙中大尺度结构的现有探测器具有不同的特性：星系是高分辨率但有偏差的质量示踪剂，而弱透镜避免了这种偏差，但由于低信噪比，分辨率很差。我们调查重建投影密度场利用弱透镜和星系位置的互补性。我们提出了一个最大概率重建的2D透镜收敛与剪切数据的似然项和前傅立叶相位从星系的位置。通过只考虑星系场的相位，我们避开了未知的偏置值，并允许它通过透镜在模式的基础上进行校准。通过将这种方法应用到一个现实的模拟星系剪切目录，我们发现，弱的相位前提供了一个良好的质量重建到尺度超过l=1000，远到单独的透镜信号的噪声域。
2014-08-27 astro-ph.CO
Non-Gaussianity in the Weak Lensing Correlation Function Likelihood -- Implications for Cosmological Parameter Biases
研究了弱透镜剪切两点关联函数的似然性中非高斯性的重要性，在模拟的弱透镜数据中检测到剪切两点关联函数的一维边缘分布中显著的非零偏度和峰度。我们研究的背景下，未来的调查，特别是LSST的影响，如何与调查区域的非高斯尺度的推导。我们发现，由于使用模拟数据（$100$ deg $^{2}$）的剪切相关函数的非高斯似然分布，$Ω_{\rm m}$和$σ_{\rm 8}$的一维后验没有显着的偏差。我们还提出了一个系统的方法来构建近似的多变量似然与一维参数函数，假设独立或更灵活的非参数多变量方法后，使用主成分分析（PCA）的数据点去相关。虽然PCA的使用并没有改变多变量似然的非高斯性，但我们发现PCA分量的一维边缘采样分布比原始剪切关联函数表现出更小的偏度和峰度。基于PCA分量之间独立性的假设，用边缘参数函数建模似然给出了偏差的下限。我们进一步证明了多元高斯似然模型和更复杂的非高斯似然模型之间的宇宙学参数约束的差异将更小的LSST类调查。此外，PCA方法自动作为一种数据压缩方法，使保留的大部分宇宙学信息，同时减少了数据向量的维数的一个因素的$\sim$ 5。
2020-11-10 astro-ph.CO
Weighing simulated galaxy clusters using lensing and X-ray
我们的目的是调查潜在的偏见，透镜和X射线方法来测量集群的质量分布。我们这样做是通过执行现实的模拟透镜和X射线观测，随后使用观测技术进行分析。将由此产生的质量估计值在它们之间以及与输入模型进行比较。从最先进的流体动力学模拟，其中每一个已被投射沿三个独立的视线，三个集群，用于此分析。我们发现，强大的透镜模型可以信任在集群核心周围的有限区域。将强透镜质量模型外推到爱因斯坦环之外可能会导致质量估计的显著偏差，例如，如果BCG没有正确建模。弱透镜质量测量可能在很大程度上受到子结构的影响，这取决于将剪切转换为质量估计的方法。使用非参数方法，结合弱和强透镜数据，在R200内的投影质量可以限制在约10%的精度。由于星团的三轴性，透镜质量的去投影使真实质量周围的散射增加了两倍以上。X射线质量测量具有小得多的散射（大约比透镜质量小两倍），但是它们通常被低偏置5- 20%。这种偏差是由于我们模拟的星系团的气体中的大块运动。使用透镜效应和X射线质量作为模拟团簇的真实质量和流体静力平衡质量的代理，并对团簇样品进行平均，我们能够测量我们所研究的系统中流体静力平衡的缺乏。
2009-12-07 astro-ph.CO
Lensing convergence in galaxy clustering in LambdaCDM and beyond
我们研究忽略透镜放大率的影响，在未来的星系调查星系聚类分析，考虑的LambdaCDM模型和两个扩展：大质量中微子和修改的广义相对论。我们的研究集中在约束和宇宙学参数的估计上的偏差。我们进行了全面的调查，这两个影响即将到来的光度和光谱星系调查欧几里得和SKA不同的红移分仓配置。我们还提供了SKA放大偏差的拟合公式。我们的研究结果表明，存在于透镜贡献的信息确实改善了对修改后的重力参数的约束，而透镜约束功率对于LambdaCDM参数是可以忽略的。对于光度测量，如果不考虑透镜效应，则所有参数的估计都有偏差。这种影响对于修正的重力参数尤其显著。相反，对于光谱勘测，所有参数的偏差都低于一个西格玛。我们的研究结果表明，包括透镜在星系聚类分析测试广义相对论的重要性，并限制描述其修改的参数。
2017-11-20 astro-ph.CO
Weak lensing by triaxial galaxy clusters
星系团的弱引力透镜研究通常假设一个球形的星系团模型来简化分析，但最近的一些研究表明，这种简化的假设可能会导致估计的星系团质量和浓度值有很大的偏差，因为星系团预计会表现出三轴性。然而，几个这样的分析引用了三轴模型中透镜势的空间导数的表达式，这容易引起误解。本文给出了三轴NFW星系团的弱透镜效应的清晰描述，并提出了一种有效而稳健的方法来模拟这些星系团并获得参数估计。通过考虑四个高度三轴NFW星系团，我们重新审视简化球形假设的影响，发现虽然浓度估计基本上是无偏的，除了在我们的一个traixial NFW模拟集群，其中的浓度只有轻微的偏见，质量显着偏置，高达40%，我们分析的所有集群。此外，我们发现，这样的假设可能会导致错误的结论，即一些子结构存在于星系团，甚至更糟的是，多个星系团存在于该领域。我们的聚类拟合方法还允许回答一个问题，即给定的聚类是否具有三轴性或简单的球形模型是不够好。
2011-10-25 astro-ph.CO
Controlling weak-lensing shear biases from undetected galaxies in the era of Stage IV Surveys
University of Essex（埃塞克斯大学）
研究通过机器学习方法量化微弱星系对弱透镜剪切偏差的影响，发现需精确约束微弱星系的分布和属性以满足巡天要求。
2025-11-29 astro-ph.CO
Weak Lensing Minima and Peaks: Cosmological Constraints and the Impact of Baryons
我们提出了一种新的统计量来提取弱透镜数据中的宇宙学信息：透镜极小值。我们还研究了重子对峰值和最小计数的宇宙学约束的影响。利用\texttt{MassiveNuS}模拟，我们发现透镜极小值对非高斯宇宙学信息敏感，并且与透镜功率谱和峰值计数互补。对于LSST的调查，我们获得$95\%$可信区间的组合透镜的最小值和峰值，显着强于单独从功率谱，由$44\%$，$11\%$，和$63\%$的中微子质量总和$\sum m_ν$，物质密度$Ω_m$，波动幅度$A_s$，分别。我们利用流体力学模拟\texttt{BAHAMAS}和\texttt{Osato15}研究重子过程对透镜极小值和峰值的影响。我们发现，忽略重子效应将导致强（$\approx 4 σ$）的偏见，从峰值计数的推论，但可以忽略不计（$\approx 0.5 σ$）的最小计数，这表明透镜最小是一个潜在的更强大的工具对重子效应。最后，我们证明，在原则上可以减轻偏见，而不会显着降低宇宙学约束，当我们模型和边缘化重子效应。
2019-10-09 astro-ph.CO
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
Multi-wavelength spectroscopic probes: biases from neglecting light-cone effects
下一代宇宙学巡天将观测到比以往更大的宇宙体积，使我们能够获得有关原始宇宙以及相对论效应的信息。在一篇配套论文中，我们应用Fisher分析来预测$f_{\rm NL}$的预期精度以及透镜放大率和多普勒对功率谱的贡献的可探测性。在这里，我们评估的偏差的最佳拟合值的$f_{\rm NL}$和其他参数，忽略这些光锥效应。我们认为即将到来的21厘米强度测绘调查（SKAO）和光学星系调查（DESI和欧几里得），无论是单独和结合在一起。我们的结论是，在较高的红移透镜放大率必须包括在建模的光谱调查。如果在分析中忽略透镜效应，这将产生大于1的$σ$的偏差--不仅在$f_{\rm NL}$上，而且在标准宇宙学参数上。
2021-12-01 astro-ph.CO
Point-Spread Function errors for weak lensing - density cross-correlations. Application to UNIONS
本文提出量化 PSF 乘性与加性系统误差的分析框架，并利用 UNIONS 和 DES 弱透镜数据评估其对星系—星系透镜、晕质量及 AGN 黑洞—晕质量关系的影响。
2024-05-06 astro-ph.CO
Projection effects in the strong lensing study of subhaloes
冷暗物质（CDM）假说的定义特征是存在大量的低质量晕，这些晕太小而无法形成可见的星系。其他关于暗物质性质的假说，如暖暗物质（WDM），预测这种低质量晕的数量要少得多。强透镜系统提供了通过它们在透镜图像中引起的扭曲来检测小质量晕的可能性。在这里，我们表明，主要的贡献，图像失真来自沿视线的光晕，而不是subhaloes在镜头通常已假定到目前为止。这些干扰者增强了CDM和WDM模型预测之间的差异。我们推导出总扰动质量函数，包括subhaloes和interlopers，并表明，测量约20强透镜系统的检测限$M_{\rm low}=10^7 h^{-1} M_{\odot}$将区分（在3西格玛）CDM和WDM模型组成的7千电子伏的无菌中微子，如那些需要解释最近检测到的3.5千电子伏的X射线发射线从星系和星系团的中心。
2016-12-19 astro-ph.CO
Mitigating Nonlinear Systematics in Weak Lensing Surveys: The Bernardeau-Nishimichi-Taruya Approach
针对弱透镜巡天中$S_8$参数偏低问题，本文提出基于BNT变换的$\u2113$-截断方法，有效控制非线性尺度泄漏，在保持宇宙学约束的同时显著缓解理论偏差。
2025-04-24 astro-ph.CO
Biases in inferring dark matter profiles from dynamical and lensing measurements
在旋涡星系旋转曲线中，盘和晕贡献之间的简并使得很难全面了解像我们银河系这样的盘星系中重子和暗物质的分布。使用模拟数据，我们研究如何约束暗物质配置文件从运动学，强透镜，或两者的组合受到假设的影响晕模型。我们比较了四种不同的模型：球形等温和Navarro-Frenk-White晕，以及球形和椭圆形Burkert晕。对于运动学和透镜效应，我们发现不同的模型很好地拟合了数据，但给出的封闭质量与真实质量不一致（即，输入）值。当输入和拟合模型在具有核心或尖点轮廓方面不同时（例如当底层暗物质分布遵循不同轮廓时拟合NFW模型），这尤其值得注意。我们发现，质量偏差与透镜比与运动学更明显，使用这两种方法可以帮助减少偏差，并提供更强的约束暗物质分布。
2018-11-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Propagating spatially-varying multiplicative shear bias to cosmological parameter estimation for stage-IV weak-lensing surveys
我们考虑了空间变化的乘性剪切偏置（m偏置）对层析宇宙剪切角功率谱的影响。为了计算功率谱中的偏差，我们使用计算效率高的伪Cl方法估计与m-偏差映射相关的模式耦合矩阵。这允许我们考虑m偏置对高l的影响。然后，我们进行Fisher矩阵分析，预测宇宙学参数的偏差。对于一个空间变化的m-偏差，零均值和均方根值为0.01的欧氏类调查，我们发现，参数偏差达到最大的预期统计误差的~10%，如果多极l_max = 5000包括在内。我们的结论是，空间变化的m-偏差的影响可能是一个次主导的，但潜在的不可忽略的贡献，在即将到来的弱透镜调查的误差预算。我们还调查的依赖性的参数偏差的振幅和角度尺度的空间变化的m-偏置场，并得出结论，要求应放置在均方根的空间变化的m-偏置，除了任何要求的平均值。我们发现，对于一个类似欧几里得的调查，偏差一般超过统计误差的30%，m偏差均方根0.02 - 0.03，可以超过统计误差均方根0.04 - 0.05。这允许对由于即将到来的弱透镜测量中的系统学而将出现的m偏置的空间变化的允许幅度设置要求。
2022-03-02 astro-ph.CO
Primordial Non-Gaussianity and the Statistics of Weak Lensing and other Projected Density Fields
弱透镜观测量（如剪切和收敛）的估计通常具有非线性校正，这在原则上使弱透镜功率谱对原始非高斯性敏感。在本文中，我们定量评估这些贡献弱透镜自相关和互相关功率谱，并表明，它们强烈抑制投影效应。这是中心极限定理的结果，当投影达到密度场的几个相关长度L_P~55 [Mpc/h]时，中心极限定理抑制了对高斯性的偏离。此外，对投影双谱有贡献的典型尺度通常小于对投影功率谱有贡献的尺度。这两种效应都不是透镜效应所特有的，因此会影响非线性示踪剂的统计（例如，任何投影密度场的峰值）。因此，三维密度场的有偏示踪剂的聚类一般比从投影密度场构造的可观测量对非高斯性更敏感。
2011-04-07 astro-ph.CO
Separating weak lensing and intrinsic alignments using radio observations
我们讨论的方法进行弱透镜利用射电观测恢复源星系的内在结构特性的信息。射电巡天提供了独特的信息，可以受益于弱透镜的研究，如HI发射，这可能是用来构建星系速度图，和偏振同步辐射;这两个提供信息的非透镜星系，可用于减少星系形状噪声和贡献的内在路线。使用代理的内在位置角的观测星系，我们开发的技术，干净分离弱引力透镜信号的内在对齐污染在即将到来的无线电调查。内在取向估计上的随机误差将偏差引入到剪切和内在对准估计中。然而，我们表明，这些偏见可以得到纠正，如果误差分布是准确的。我们证明了我们的方法，使用模拟，在那里我们重建剪切和内在的对齐自动和交叉功率谱在三个重叠的红移箱。我们发现，内在的位置角信息可以被用来成功地重建透镜和内在的对齐功率谱与可忽略的剩余偏置。
2015-02-28 astro-ph.CO
Foreground biases in strong gravitational lensing
本文研究了强引力透镜建模中忽略前景扰动体的影响，推导了前景剪切与幂律透镜椭率间的简并形式，发现该简并虽不影响爱因斯坦半径测量，但会给$H_0$的测量引入约1%的不确定性。
2025-01-28 astro-ph.CO gr-qc
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
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
Analyzing Line-of-sight selection biases in galaxy-scale strong lensing with external convergence and shear
本文提出结合大尺度结构模拟与非线性修正构建强透镜视线外部会聚和剪切联合分布的方法，量化了视线效应对透镜类型比例及哈勃常数推断的偏差，并公开了相关工具。
2025-06-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detailed cluster lensing profiles at large radii and the impact on cluster weak lensing studies
在N体模拟中使用大量的射线追踪，我们详细研究了大规模暗晕周围的透镜轮廓，特别强调了维里半径周围的轮廓。我们将径向收敛轮廓与我们简单的分析模型预测进行了比较，径向收敛轮廓是在射线追踪模拟中通过堆叠许多暗晕而准确测量的。我们的分析模型包括一个主晕，这是由Navarro-Frenk-White（NFW）密度剖面与三种不同形式的截断，加上相关的物质（2晕项）周围的主晕。我们发现，平滑截断的NFW配置文件最好地再现模拟透镜配置文件，超过10倍的维里半径。然后，我们使用这个分析模型来研究集群弱透镜效应研究中的潜在偏差，其中一个单一的，未截断的NFW组件通常是假设在解释观测到的信号。我们发现，集群的质量，推断通过拟合减少切向剪切剖面与NFW剖面，往往被低估了约5-10%，如果拟合进行到约10 '-30'。相反，对于相同的拟合范围，浓度参数通常高估约20%。我们还研究了计算弱透镜质量峰的信噪比的偏差，发现对于显著的质量峰，它们<4%。在附录中，我们提供了光滑截断NFW剖面的有用公式。
2011-05-18 astro-ph.CO
Simultaneous Constraints on Cosmology and Photometric Redshift Bias from Weak Lensing and Galaxy Clustering
我们调查预期的宇宙学约束的弱透镜和大规模星系团的组合，使用现实的红移分布。在弱透镜红移分布（红移为0.05）中引入系统偏差会在恢复的物质功率谱振幅和暗能量状态方程中产生$>2σ$偏差，用于初步的第三阶段调查。我们证明，如果我们假设星系团样本的高质量红移信息，则可以通过边缘化假设的弱透镜红移分布中的未知偏差来在很大程度上消除这些宇宙学误差。此外，宇宙学的约束力大部分保留，尽管删除了许多关于弱透镜红移分布偏差的信息。我们表明，这来自宇宙剪切和星系团之间的相互关联剪切和星系数密度的组合互补简并方向。最后，我们研究如何执行自校准时，假设的分布不同于真实分布的一个简单的均匀偏置。我们发现，这种自校准方法的有效性将取决于一个给定的实验的细节和性质的不确定性估计的红移分布。
2016-07-26 astro-ph.CO
Directional miscentering dependence in weak lensing mass bias
针对弱透镜星系团质量估计中X射线或SZ中心导致的非各向同性偏心偏差，研究利用Magneticum Pathfinder流体动力学模拟证明，以质心为参考可将该偏差分量降至质量的1%以内。
2025-03-17 astro-ph.CO
An excess of non-Gaussian fluctuations in the cosmic infrared background consistent with gravitational lensing
宇宙红外背景（CIB）是引力透镜。从宇宙微波背景（CMB）的透镜分析中继承的二次估计技术可以应用于检测CIB透镜效应。然而，CIB波动本质上是强非高斯的，使得CIB透镜重建高度偏置。我们进行了数值模拟，以估计固有的非高斯性，并建立了一个互相关的方法来精确地提取CIB透镜信号从原始数据。我们将这种技术应用于CIB数据从普朗克卫星和交叉相关的CIB数据，星系数计数和CMB透镜的潜力得到的透镜估计。我们在$>4σ$检测到与透镜贡献一致的过量。
2019-05-06 astro-ph.CO
The impact of correlated projections on weak lensing cluster counts
大尺度结构投影是将在弱透镜图中检测到的簇的剪切信号转换为维里质量的障碍。然而，如果我们能够预测它的振幅，这一步对于用剪切峰丰度来约束宇宙学是不必要的。我们生成了一个跨越四个宇宙学模型的N体模拟的大型系综，每个模型的总体积为V~1（Gpc/h）^3。被认为是物质密度参数和波动幅度的变化。我们测量了在~100 Mpc/h板中投影的质量密度峰值的丰度，以确定与模拟集群空间相关的结构的影响，这些结构由3D朋友的朋友算法识别。晕模型表明，密度场的平滑滤波器的选择是重要的，在减少个人晕质量的相关投影的贡献。在整个分析过程中使用的最佳补偿滤波器的情况下，这种贡献小于2%。我们测量了在不同厚度的板上投影时峰的质量变化。26 Mpc/h和102 Mpc/h的板中的峰与51 Mpc/h的板中的峰相比，平均质量变化小于2%。然后，我们探索了投影峰值质量函数的宇宙学依赖性，并发现，对于宽范围的板厚度（<500 Mpc/h），它与宇宙学的尺度完全相同的方式作为3D朋友的朋友质量函数和Sheth-Tormen公式。这扩展了Marian et al.（2009）的早期结果。最后，我们表明，对于所有考虑的宇宙学模型，低和中间的质量仓的峰值丰度可以使用修改后的Sheth-Tormen功能的形式来描述，在10%-20%的准确度。
2009-12-01 astro-ph.CO
Meta-Calibration of the Cosmic Magnification Coefficient: Toward Unbiased Weak Lensing Reconstruction by Counting Galaxies
本研究通过修正光度红移选择引起的放大系数偏差，提出改进的宇宙放大系数估计方法，显著减少弱透镜重建图振幅偏差，实现DES和DECaLS数据中无偏的宇宙放大测量。
2025-05-22 astro-ph.CO
Biases to primordial non-Gaussianity measurements from CMB secondary anisotropies
本文利用模拟研究CMB次级各向异性对原初非高斯性测量的偏差，发现CIB和tSZ等效应产生显著偏差，前景清理可抑制但依赖抵消，需显式去除以保证稳健性。
2022-08-25 astro-ph.CO
The Three Hundred Project hydrodynamical simulations: Hydrodynamical weak-lensing cluster mass biases and richnesses using different hydro models
本研究利用The Three Hundred项目的两类流体动力学模拟，量化重子及星系形成机制对弱引力透镜星系团质量偏差的影响，推导质量-富度关系并验证其与观测结果的一致性，为星系团宇宙学观测提供参考。
2025-04-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
