The Three Hundred Project: Modeling Baryon and Hot-Gas Fraction Evolution in Simulated Clusters
INAF -- Osservatorio Astronomico di Trieste（意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台）；IFPU, Institute for Fundamental Physics of the Universe（宇宙基础物理研究所）；University of Michigan（密歇根大学）；University of Ljubljana（卢布尔雅那大学）；Center on High Performance Computing, Big Data and Quantum Computing（高性能计算、大数据与量子计算中心）；INFN, Instituto Nazionale di Fisica Nucleare（意大利国家核物理研究所）；Sapienza Università di Roma（罗马智慧大学）；University of Geneva（日内瓦大学）；INAF, Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio（意大利国家天体物理研究所空间天体物理与科学观测站）；INFN, Sezione di Bologna（意大利国家核物理研究所博洛尼亚分部）；University of Modena and Reggio Emilia（摩德纳和雷焦艾米利亚大学）
基于The Three Hundred的约300个模拟星系团，研究多过密度下重子与热气体比例的质量和红移演化，发现对数平面二次或对数模型优于幂律。
2025-05-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
The First Billion Years project: dark matter haloes going from contraction to expansion and back again
我们使用第一个十亿年模拟研究了重子对第一个星系内部暗物质轮廓的影响，在长期演化开始之前，z=16-6。使用一个大的统计样本，从两个模拟相同的体积和宇宙学的初始条件，一个有和一个没有重子，我们能够直接比较晕与他们的重子免费同行，允许修改的详细研究的暗物质密度分布由于在星系形成的第一个十亿年的重子的存在。对于我们样本中约5000个晕中的每一个，我们用eta量化重子的影响，eta定义为重子运行中100 pc中封闭的暗物质质量与没有重子的对应物的比值。在这个星系快速增长的时代，我们发现，这些第一个星系的许多晕显示出增强的暗物质在晕中心相比，重子自由模拟，而许多其他显示赤字。我们发现η的平均值接近于1，但存在较大的分散性，标准差为0.677。这种增强在时间上是周期性的，并跟踪星系的恒星形成周期;当气体落到中心并形成恒星时，暗物质也会移动进来。超新星的反馈会带走这些气体，而暗物质会再次对变化的电势做出反应。我们研究了三种与重子运动和暗物质运动相关的物理模型：绝热收缩、动力学摩擦和快速外流。摘要，完整摘要见正文
2014-07-28 astro-ph.CO
The Kinematic Sunyaev-Zel'dovich Effect with Projected Fields: A Novel Probe of the Baryon Distribution with Planck, WMAP, and WISE Data
运动学的Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应--由于非零体速度的自由电子的康普顿散射而导致的宇宙微波背景（CMB）光子的多普勒增强--探测宇宙中重子的丰度和分布。迄今为止，所有kSZ测量都明确要求光谱红移。在这里，我们实现了一种新的估计kSZ -大规模结构互相关投影领域的基础上：它不需要红移估计个别对象，允许kSZ测量大规模成像调查。我们应用此估计清洁CMB温度图构建普朗克和威尔金森微波各向异性探测器数据和星系样本的宽视场红外巡天探测器（WISE）。我们测量的kSZ效应在3.8-4.5 $σ$的意义，这取决于使用额外的WISE星系偏置约束。我们验证，我们的测量是强大的可能的尘埃排放的WISE星系。假设标准的$Λ$ CDM宇宙学，我们直接约束$( {f_{b}}/{0.158} ) ( {f_{\rm free}}/{1.0} ) = 1.48 \pm 0.19$（仅统计误差）在红移$z \approx 0.4$，其中$f_{b}$是重子形式的物质的分数和$f_{\rm free}$是自由电子分数。这是迄今为止对这些参数报告的最严格的kSZ衍生约束。这里发现的$f_{b}$值与从原始CMB和大爆炸核合成分析中推断的值之间的一致性证实了重子近似地将暗物质分布追踪到$\sim$ Mpc尺度。虽然我们的投影场估计器在应用于当前数据集时已经与其他kSZ方法具有竞争力（因为我们能…
2016-08-01 astro-ph.CO
The BAHAMAS project: Evaluating the accuracy of the halo model in predicting the non-linear matter power spectrum
晕模型是宇宙学研究中用来预测宇宙中大尺度结构生长的一种广泛方法。然而，到目前为止，相对较少的直接比较晕模型与更精确（但计算成本更高）的宇宙学模拟。我们测试了晕模型在再现非线性物质功率谱P（k）时的准确性，晕模型的主要输入（特别是物质密度分布，晕质量函数和线性偏差）直接来自BAHAMAS模拟，我们评估了晕模型从相同模拟再现P（k）的效果。我们表明，晕轮模型一般再现P（k）在深非线性制度（1-晕），通常百分之几的准确性，但努力再现（约。15%误差）P（k），在z=0时为0.1 < k [h/ Mpc] < 3的中间标度，标记1-halo和2-halo项之间的过渡。我们表明，这种错误的大小是一个强大的功能的晕质量定义（通过其影响晕的径向范围）和红移。此外，我们还检验了晕模型在恢复重子对P（k）的相对影响方面的准确性。我们发现，当考虑重子的相对影响时，在恢复绝对P（k）时的系统误差在很大程度上被抵消。这表明，晕模型可以对重子抑制做出精确的预测，为调整重子和相关过程存在的无碰撞物质功率谱提供了一种快速准确的方法。
2021-10-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
The FLAMINGO project: revisiting the $S_8$ tension and the role of baryonic physics
该研究利用FLAMINGO宇宙流体动力学模拟套件探究重子物理对$S_8$张力的影响，发现重子效应不足以消除该张力，推测需其他机制减缓晚期非线性尺度涨落增长。
2023-10-09 astro-ph.CO
The CAMELS project: Cosmology and Astrophysics with MachinE Learning Simulations
我们提出了宇宙学和天体物理学与机器学习模拟-骆驼-项目。CAMELS是一套包含4，233个$(25~h^{-1}{\rm Mpc})^3$体积的宇宙学模拟的系统：2，184个最先进的（磁）流体动力学模拟使用AREPO和GIZMO代码运行，使用与IllustrisTNG和SIMBA模拟相同的重子亚网格物理，以及2，049个N体模拟。CAMELS项目的目标是为宇宙学和天体物理学的不同观测量提供理论预测，它是最大的宇宙学（磁）流体动力学模拟套件，旨在训练机器学习算法。CAMELS包含了数千种不同的宇宙学和天体物理学模型，通过改变$Ω_m$、$σ_8$和控制恒星和活动星系核反馈的四个参数，跟踪超过1000亿个粒子和流体元素在$(400~h^{-1}{\rm Mpc})^3$组合体积上的演化。我们详细描述了模拟和表征的物质功率谱，宇宙恒星形成率密度，星系恒星质量函数，晕重子分数，和几个星系的标度关系方面的大范围的条件。我们发现，IllustrisTNG和SIMBA套件产生大致相似的分布星系的属性在整个参数空间，但显着不同的晕重子分数和重子效应的物质功率谱。这强调了边缘化重子效应的必要性，以从宇宙学调查中提取最大量的信息。我们使用几种机器学习应用程序来说明CAMELS的独特潜力，包括非线性插值，参数估计，符号回归，生成对抗网络（GANs）的数据生成，降维和异常检测。
2021-08-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
The AIDA-TNG project: dark matter profiles and concentrations in alternative dark matter models
Alma Mater Studiorum Università di Bologna（博洛尼亚大学）；INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（博洛尼亚天文物理与空间科学研究所）；INFN-Sezione di Bologna（博洛尼亚意大利国家核物理研究所）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文通过AIDA-TNG模拟研究了替代暗物质物理和恒星形成过程对暗物质晕内部结构的影响，揭示了WDM和SIDM模型中暗物质密度剖面和集中度的关系。
2026-01-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Baryon and Sunyaev-Zel'dovich effect properties of MareNostrum and MultiDark simulated clusters (MUSIC)
我们报告的音乐项目的第一个结果。它由两个数据集的resimulates集群提取两个大的暗物质只模拟：Marenostrum宇宙和Multidark。总的来说，MUSIC包含了400多个高分辨率重新模拟的星团，包括辐射和非辐射物理。在这里，我们提出的重子内容和Sunyaev Zeldovich标度关系的性质的第一个结果。
2011-11-16 astro-ph.CO
Constraining the Baryon Abundance with the Kinematic Sunyaev-Zel'dovich Effect: Projected-Field Detection Using Planck, WMAP, and unWISE
运动学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应--宇宙微波背景（CMB）光子以非零视线速度散射自由电子的多普勒增强--是宇宙中重子分布的一个很好的探测器。在本文中，我们测量kSZ效应由于电离气体跟踪红外选择星系从\emph{unWISE}目录。我们采用“投影场”kSZ估计，这不需要光谱星系红移。为了抑制与星系相关联的非kSZ前景信号（例如，灰尘排放和热SZ），该估计器需要清洁CMB地图，我们从\emph{Planck}和\emph{WMAP}数据获得。使用一个新的“不对称”的估计，结合不同的前景清洁CMB地图，以最大限度地提高信噪比，我们测量的kSZ $^2$ -星系交叉功率谱的\emph{unWISE}星系目录，峰值平均红移$z \approx$ 0.6，1.1和1.5，平均晕质量$\sim 1$ - $5\times 10^{13}$ $h^{-1} M_{\odot}$，并在总包含超过5亿个星系的三个子样本。在边缘化CMB透镜贡献之后，我们测量三个子样本的kSZ信号$A_{\rm kSZ^2} = 0.42 \pm 0.31(stat.) \pm 0.14(sys.)$、$5.02 \pm 1.01(stat.) \pm 0.47(sys.)$和$8.23 \pm 3.23(stat.) \pm 1.60(sys.)$的幅度，其中$A_{\rm kSZ^2} = 1…
2021-07-16 astro-ph.CO
The impact of baryons on the sparsity of simulated galaxy clusters from The Three Hundred Project
本文利用 The Three Hundred project 的多组 N 体/流体模拟，分析重子反馈、气体分数及 HE 质量偏差对星系团稀疏度和 $S_8$ 约束的影响，并提出线性偏差校正以获得更紧的无偏宇宙学约束。
2025-03-21 astro-ph.CO
The DREAMS Project: Disentangling the Impact of Halo-to-Halo Variance and Baryonic Feedback on Milky Way Dark Matter Speed Distributions
Princeton University（普林斯顿大学）；Flatiron Institute（西蒙斯平铺研究所）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）；The NSF-Simons AI Institute for Cosmic Origins（NSF-Simons宇宙起源人工智能研究所）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Rutgers, the State University of New Jersey（新泽西州立罗格斯大学）；University of Texas at Austin（得克萨斯大学奥斯汀分校）
DREAMS项目通过模拟揭示银河系暗物质速度分布的不确定性主要由晕间方差主导，并应用于XENON1T实验验证天体物理不确定性与实验结果相当。
2025-12-03 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
The Dark Energy Camera All Data Everywhere cosmic shear project V: Constraints on cosmology and astrophysics from 270 million galaxies across 13,000 deg$^2$ of the sky
University of Chicago（芝加哥大学）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
利用DECADE项目南北银盘及DES第3年的宇宙切变数据向量（含2.7亿个星系），对宇宙学和天体物理学模型进行限制，提取ΛCDM宇宙学限制，研究重子影响，指出当前方法不足，该数据集为后续分析提供测试平台。
2026-07-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Pandora project. I: the impact of radiation and cosmic rays on baryonic and dark matter properties of dwarf galaxies
本文通过Pandora高分辨率矮星系模拟套件，系统比较不同物理过程组合，发现仅超新星反馈不足以再现真实矮星系，而辐射、宇宙线和分布式反馈共同作用才能产生延展旋转支撑结构、真实质量与运动学特征，并预测了JWST等可检验的观测特征。
2023-09-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Painting baryons onto N-body simulations of galaxy clusters with image-to-image deep learning
本研究提出一种U-net图像到图像深度学习算法，将IllustrisTNG重子模型绘制到星系团纯暗物质模拟上，能快速准确预测气体分布和X射线特性，为构建大规模星系团目录以改进宇宙学研究提供了有效方法。
2023-08-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detection of missing baryons in galaxy groups with kinetic Sunyaev-Zel'dovich effect
利用{ \it Planck}宇宙微波背景图和已知位置、晕质量和特殊速度的$40,000$星系系统的叠加，我们提出了从星系群中探测动力学Sunyaev-Zel'dovich效应（kSZE）信号作为晕质量到$\log (M_{500}/{\rm M_\odot}) \sim 12.3$的函数。来自不同质量的组的信号被同时约束，以照顾附近晕的投影效应。总kSZE通量内晕估计意味着，气体部分的晕是关于普遍重子分数，即使在低质量的晕，表明“失踪重子”found. Various测试进行表明，我们的结果是强大的对系统的影响，如污染的红外/无线电源和背景变化，光束大小的影响和贡献晕exiors。结合热Sunyaev-Zel'dovich效应，我们的结果表明，与星系群相关的“失踪重子”包含在温度介于$10^5$和$10^6\,{\rm K}$之间的温热介质中。
2020-01-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Supersonic Project: Shining Light on SIGOs - a New Formation Channel for Globular Clusters
在宇宙的某些区域中存在着几乎不含暗物质成分的超音速诱导气体天体（SIRST），在重组时，重子和暗物质之间的相对速度不可忽略。使用{ \sc arepo}流体动力学模拟，我们发现这些物体内部的气体密度足够高，可以形成恒星。对在这些SIBs中形成的第一个星团的光度的估计表明，它们可能会在未来的HST和JWST观测中被观测到。此外，我们的模拟表明，SIRIOR位于一个独特的地方，在光度半径参数空间，这可以用来区分SIRIOR从暗物质托管气体系统的观测。最后，作为概念验证，我们在再电离之前模拟恒星形成，并将这些系统发展到当前的时代。我们发现，SIBs占据了类似的部分的大小半径参数空间的球状星团。这些结果表明，SIBs可能与现今的贫金属局部球状星团有关。由于重子和暗物质之间的相对速度在几个Mpc尺度上是相干的，我们预测，如果这是形成球状星团的主要机制，它们的丰度应该在这些尺度上有显着变化。
2019-05-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
The BAHAMAS project: the CMB--large-scale structure tension and the roles of massive neutrinos and galaxy formation
最近的研究提供了证据表明，宇宙微波背景辐射（CMB）对Omega_m和sigma_8的约束与大尺度结构（LSS）的测量之间存在紧张关系。这种紧张局势可以通过呼吁宇宙学标准模型的扩展和/或在LSS模型中未经处理的系统误差来解决，其中重子物理学经常被建议。我们重新审视这种紧张局势，第一次，仔细校准的宇宙流体动力学模拟，从而捕捉到的总物质分布的重子的反反应。我们已经扩展了BAHAMAS模拟，包括大质量中微子的治疗，这是目前最好的动机扩展到标准模型。我们合成的热Sunyaev-Zel'dovich效应，弱星系透镜，和CMB透镜地图和比较观察到的自动和交叉功率谱从最近的观测调查范围广泛。我们的结论是：i）在采用中微子质量最小的标准模型时，主CMB和LSS之间通常存在张力; ii）在校准反馈过程以匹配团簇的气体分数之后，重子物理模型中剩余的不确定性不足以调和这种张力;以及iii）如果有人解释了普朗克CMB数据集中的内部张力，（通过允许透镜振幅A_Lens变化），调用非最小中微子质量，通常为0.2-0.4 eV，可以解决张力。这个解与主CMB和重子声学振荡的单独约束是完全一致的。
2018-03-13 astro-ph.CO
The BINGO Project VI: HI Halo Occupation Distribution and Mock Building
综合中性气体观测的重子声学振荡是一个射电望远镜，设计用于测量980 MHz至1260 MHz，观察中性氢（HI）21 cm线，并使用强度映射技术检测BAO（重子声学振荡）信号。在这里，我们提出了我们的方法来生成模拟地图的21厘米强度映射信号覆盖BINGO频率范围和相关的测试结果。（节录）
2021-07-04 astro-ph.CO astro-ph.IM
Introducing the Illustris Project: Simulating the coevolution of dark and visible matter in the Universe
我们介绍了插图计划，一系列的大规模流体动力学模拟星系的形成。最高分辨率的模拟，插图-1，覆盖$(106.5\,{\rm Mpc})^3$的体积，具有${6.26 \times 10^{6}\,{\rm M}_\odot}$的暗质量分辨率，和${1.26 \times 10^{6}\,{\rm M}_\odot}$的初始重子物质质量分辨率。在$z=0$中，引力在$710\,{\rm pc}$的尺度上被软化，最小的流体动力气室具有$48\,{\rm pc}$的范围。我们遵循$2\times 1820^3$分辨率元素的动态演化，并且另外被动地演化$1820^3$蒙特卡罗示踪粒子，达到超过$18$十亿的总粒子计数。星系形成模型包括：原始和金属线冷却与自屏蔽修正，恒星演化，恒星反馈，气体再循环，化学富集，超大质量黑洞的生长，和活动星系核的反馈。在$z=0$，我们的模拟量包含约$40,000$良好解决的星系，涵盖了各种各样的形态和颜色，包括早型，晚型和不规则星系。模拟合理地再现了宇宙恒星形成率密度，星系光度函数，和重子转换效率在$z=0$。它还定性地捕捉了星系环境对星系红色部分的影响。选定的分辨率良好的盘星系的内部速度结构服从恒星和重子塔利-费舍尔关系与平坦的圆速度曲线。在良好的解决制度的模拟再现观察到的混合早期型和晚期型星系。我们的模型预测了一个晕质量依赖的重子效应的影响晕质量函数和质量的晕…
2014-09-20 astro-ph.CO
The Baryonic Halos of Elliptical Galaxies: Radial Distribution of Globular Clusters and Diffuse Hot Gas
对于一个样本的9个充分研究的巨型椭圆星系，我们比较了投影径向分布的红色和蓝色的球状星团（GC）的子人口与他们的宿主星系恒星和X射线表面亮度配置文件。我们支持以前的研究结果，红色（富含金属）GC的表面密度分布如下的宿主星系星光。我们发现蓝色GC表面密度的外斜率和星系X射线发射之间有很好的一致性。投影径向轮廓的这种重合可能是由于蓝色GC和X射线发射热气体在平衡时共享相同的引力势。当去投影时，X射线发射热气体具有径向密度依赖性，其是GC密度的平方根。我们进一步表明，每单位质量的蓝色GC的能量大约是一半的热气体。
2012-05-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
The BAHAMAS project: Calibrated hydrodynamical simulations for large-scale structure cosmology
大尺度物质分布的演化对各种基本参数都很敏感，这些基本参数涵盖了暗物质、暗能量和我们宇宙学框架的其他方面。由于大部分的质量密度是以暗物质的形式存在的，无法直接观测到，因此要进行具有大尺度结构的宇宙学研究，必须使用可观测（重子）量，以（希望）可预测的方式追踪底层物质的分布。然而，最近的数值研究表明，可观测和总质量之间的映射，以及总质量本身，是敏感的未解决的反馈过程与星系形成，激励明确的反馈效率的校准。在这里，我们构建了一套新的大容量宇宙流体动力学模拟（称为BAHAMAS，为BAryons和HAloes的大规模系统）的恒星和活动星系核（AGN）反馈的子网格模型已被校准，以重现当今的星系恒星质量函数和热气质量分数的群体和集群，以确保反馈对整体物质分布的影响是大致正确的。我们表明，校准模拟再现了前所未有的大规模系统的广泛的属性，包括星系，热气体，总质量和黑洞之间的各种观测映射，并代表了我们的能力，以减轻主要的系统不确定性在大多数目前的大尺度结构测试的一个显着进步。
2016-11-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Scaling Laws for Dark Matter Halos in Late-Type and Dwarf Spheroidal Galaxies
Sc-Im和矮球状（dSph）星系的暗物质（DM）晕满足标度律：低光度星系的晕具有较小的核心半径，较高的中心密度和较小的速度色散。这些结果是基于巨星系的最大盘旋转曲线分解和矮星系的Jeans方程分析。(1)我们证明了绝对星等M_V > -18的spiral星系、Im星系和Sph星系形成了一个重子-DM面密度随光度减小而减小的序列。我们认为，这是一个序列的减少重子保留与超新星驱动的损失或减少重子捕获后宇宙学再电离。(2)S+Im星系和Sph星系之间的结构差异很小。两者都主要受到控制重子耗尽的物理学的影响。(3)重子盘的最大自转速度与DM晕中测试粒子的外圆周速度V_circ之间存在线性关系。重子在V_circ = 42+-4 km/s时变得不重要。较小的星系是暗淡或黑暗的。(4)我们发现，在重子“损失”，dSph星系明亮的~4马格和dIm星系明亮的~3.5马格。都有DM晕是大到足以帮助解决“太大而不能失败”的问题与DM星系形成。(5)我们认为，存在着许多星系太暗，发现目前的技术，所需的冷DM理论。(6)DM晕的投影中心密度在M_B ~ -5 ~-22范围内是恒定的。这意味着一个具有晕质量M ~（晕色散）**4的Faber-Jackson定律。
2014-11-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
The impact of baryonic physics on the subhalo mass function and implications for gravitational lensing
我们调查的重子物理学的subhalo人口的影响，通过分析最近的两个流体动力学模拟（EAGLE和Illustris），这有非常相似的配置，但重子物理学的不同模型的结果。我们集中研究质量在$10^{12.5}$和$10^{14}M_{\odot}h^{-1}$之间、红移在0.2和0.5之间的晕，并与观测结果和早期星系透镜中的次晕探测结果进行比较。我们比较的数量和空间分布的subhaloes在完全水力运行，并在他们的暗物质只对应，专注于两个模拟之间的差异。我们发现，重子的存在减少了subhaloes的数量，特别是在低质量端（$\leq 10^{10}M_{\odot}h^{-1}$），由不同的量取决于模型。在subhalo质量函数的变化是强烈依赖于那些在晕质量函数，这是由恒星和AGN反馈的效果移动。最后，我们在模拟中寻找观测透镜（SLACS）的类似物，选择它们的速度色散和动力学性质。我们使用选定的星系，以量化检测预期的基础上的subhalo人口在不同的模拟，计算检测概率和预测值的投影暗物质分数subhaloes $f_{DM}$和质量函数$α$的斜率。我们将这些值与观测中的次晕探测值进行比较，得出结论，仅暗物质和水EAGLE运行都与观测结果相兼容，而水Illustris运行的结果不在误差范围内。
2017-04-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
The impact of baryons on massive galaxy clusters: halo structure and cluster mass estimates
我们使用BAHAMAS和MACSIS流体动力学模拟来量化重子对大质量星系团的质量分布和动力学的影响，以及X射线和弱透镜质量估计的偏差。这些模拟使用BAHAMAS项目中校准的次网格物理模型，其中包括超新星和活动星系核的反馈。它们形成了一个覆盖质量几乎两个数量级的集群种群，在$z=0$有超过3,500个质量大于$10^{14}\,\mathrm{M}_\odot$的集群。我们首先从它们的自旋，形状和密度分布方面描述集群，然后考虑弱透镜效应和流体静力学质量估计的偏差。虽然包括重子效应导致更多的球形，集中的集群，中值弱透镜质量偏差是不受重子的存在。在暗物质和流体动力学模拟中，弱透镜测量低估了星团质量的${\approx}10\%$与$M_{200}{\leq}10^{15}\mathrm{M}_\odot$的集群，这种偏见趋于零，在更高的质量。我们还考虑流体静力学的偏见时，使用的真密度和温度分布，以及那些来自X射线光谱。当使用光谱温度和密度时，流体静力学偏差作为质量的函数而减小，导致具有$M_{500}{\geq}10^{15}\,\mathrm{M}_\odot$的簇的${\approx}40\%$的偏差。这是由于在星团外围存在较冷的气体。使用质量加权温度和真实密度分布将该偏差减小到$5{-}15\%$。
2016-11-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
The FLAMINGO project: Baryon effects on the matter power spectrum
本研究利用FLAMINGO模拟探讨了星系形成中重子物理对总物质功率谱的影响，发现响应随红移降低而增强，且受气体分数和AGN反馈机制显著影响，最强反馈模型与弱透镜分析一致但与X射线气体分数校准存在冲突。
2025-04-29 astro-ph.CO
The BINGO Project I: Baryon Acoustic Oscillations from Integrated Neutral Gas Observations
中性氢（HI）红移21厘米线的观测是一个新的和强大的观测窗口，为我们提供了可能性，以映射宇宙HI的空间分布和了解宇宙学。BINGO（综合中性气体观测的重子声学振荡[BAO]）是一种新的独特的射电望远镜，旨在成为第一批在射频探测BAO的望远镜之一。BINGO有两个科学目标：宇宙学和天体物理学。宇宙学是BINGO设计和战略的主要科学目标和驱动力。BINGO算法的关键是检测出低红移的BAO，从而对暗扇区模型进行强约束。考虑到BINGO望远镜的多功能性，第二个目标是天体物理学，BINGO可以帮助发现和研究快速射电暴（FRB）和其他瞬变，银河系和河外科学。本文介绍了BINGO项目的最新进展、科学目标，描述了该项目在各个科学领域的科学潜力以及合作取得的新进展。我们介绍了BINGO项目及其科学目标，并对过去几年中BINGO合作在建设、科学潜力和管道开发方面的最新进展进行了概括总结。我们表明，BINGO将能够获得竞争的限制，为黑暗的部门，也将允许在南半球的几个FRB的发现。在这里介绍的管道中也测试了BINGO从21厘米获得信息的能力。目前还没有在无线电中测量到BAO，在这个新的观测窗口中研究宇宙学是该领域最有前途的进展之一。BINGO项目是一个射电望远镜，其目标是成为第一个进行这种测量的望远镜之一，目前正在巴西东北部建造。（节录）
2021-10-12 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Constraining Baryonic Feedback Effects on the Matter Power Spectrum with Fast Radio Bursts
本研究提出利用快速射电暴（FRBs）作为新探针，约束重子反馈对物质功率谱的影响，以增强弱透镜测量$S_{8}$，并规划了未来FRB观测的准备步骤。
2025-03-27 astro-ph.CO
Measuring the total and baryonic mass profiles of the very massive CASSOWARY 31 strong lens. A fossil system at z ~ 0.7?
本文研究了剑桥和斯隆巡天（CASSOWARY）第31号偏转器中的总质量和重子质量分布。我们确认光谱的四个图像透镜系统在红移1.4870与VLT/X-射手的观察。这些透镜图像分布在一个红移为0.683的明亮早期星系周围，周围是几个光度红移相似的较小星系。我们使用现有的光学和X射线数据来约束偏转器总，恒星，和热气体质量，分别通过强透镜，恒星星族分析，等离子体建模。我们推导出在爱因斯坦半径R_Ein = 70 kpc内投影的总质量为（40 +/- 1）× 10^12 M_Sun，总质量密度的中心对数斜率为-1.7 +/- 0.2。尽管中心星系的恒星质量和速度色散非常高，为（3 +/- 1）x 10^12 M_Sun，（450 +/- 80）km/s，偏转器的累积恒星质量-总质量分布表明，在中心星系有效半径R_e = 25 kpc的投影中，恒星质量分数非常低，只有20%（3%-6%（R = 100千秒差距）。我们还发现，CSWA 31偏转器的属性表明它是迄今为止研究的最遥远和最大的化石系统之一。异常强大的中央暗物质优势和这个系统可能的化石性质使它成为详细测试宇宙学模型和结构形成情景的有趣目标。
2013-05-24 astro-ph.CO
The BarYon CYCLE Project (ByCycle): Identifying and Localizing MgII Metal Absorbers with Machine Learning
本文提出利用 TNG50 模拟生成合成 4MOST 类星体光谱并训练卷积神经网络，以高准确率自动识别和定位 MgII 金属吸收体，为百万级类星体光谱巡天分析提供概念验证。
2023-05-29 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
The alignment of galaxies at the Baryon Acoustic Oscillation scale
本研究探讨了星系对齐在BAO尺度上的低谷特征，通过物质球壳潮汐场玩具模型提供物理解释，并强调了对齐统计中定制BAO识别方法的需求及投影基线与测光红移不确定性的影响。
2023-06-26 astro-ph.CO
Concentrating the Dark Matter in Galaxy Clusters through Tidal Stripping of Baryonically-Compressed Galactic Halos
大质量X射线星团的引力透镜观测意味着一个陡峭的特征密度分布，其特征是中心集中的暗物质。在150 kpc的投影半径内观测到的质量分数是在标准Lambda-CDM宇宙学的最新暗物质模拟中发现的质量分数的两倍。没有观察到可以解释这种差异的中心重子增强，留下了一个主要的谜团。我们提出了一个解决方案的基础上的合并历史的集群。星系团晕的最终暗物质含量中有很大一部分来自星系大小的晕，其中气体可以将暗物质核心冷却和压缩到高密度。随后的潮汐剥离这种压缩的暗物质发生在更接近星系团晕中心的密度更高的区域。最终，最初冷却的气体必须通过反馈分散到星团内的介质中，以与在星团中没有发现中心重子增强的观测保持一致。尽管如此，早期银河系暗物质的绝热压缩仍然对星系团产生了净效应。使用一个简单的模型，这一过程中，我们表明，中央集群配置文件进行了大幅修改，可能解释所观察到的差异。
2009-07-06 astro-ph.CO
The relative impact of baryons and cluster shape on weak lensing mass estimates of galaxy clusters
弱引力透镜依赖于沿视线的积分质量。重子对星系团的质量分布和由透镜分析得到的质量估计有贡献。我们使用cosmo-OWLS套件的流体动力学模拟的影响，重子过程的偏差和分散的弱透镜质量估计的集群。这些估计是通过拟合NFW配置文件，模拟数据，使用MCMC技术。特别是，我们研究之间的差异估计暗物质，只有运行和那些包括重子物理学的各种处方。我们发现没有显着的差异时，重子物理的质量偏差包括在内，虽然整体质量的估计被抑制时，从活动星系核的反馈。对于可以获得可靠质量的最低质量系统（$M_{200} \approx 2 \times 10^{14}$ $M_{\odot}$），我们发现偏差为$\approx -10$ %。偏差的大小倾向于降低更高质量的集群，与没有偏差的质量最大的集群，其质量与CLASH和HFF样品中发现的质量相当。对于最低质量的集群，质量偏差是特别敏感的拟合半径和限制放在浓度之前，使可靠的质量估计困难。只有暗物质和各种重子运行之间的质量估计的分散小于单个星系团的不同投影之间的分散，突出了三轴性的重要性。
2018-05-30 astro-ph.CO
An improved measurement of baryon acoustic oscillations from the correlation function of galaxy clusters at $z \sim 0.3$
从斯隆数字巡天的$25226$星系团的光谱样本中，我们在两点关联函数中探测到了重子声学振荡（BAO）的峰值。星系团作为大质量暗物质晕的示踪物，是一种高度偏置的结构。在这项工作中考虑的样本的线性偏差$b$，我们估计从投影的关联函数，是$b σ_8 = 1.72 \pm 0.03$。由于簇关联函数中的高信号和精确的光谱红移测量，我们可以清楚地检测到BAO峰并以高精度确定其位置$s_p$，尽管样品相对较少。我们的测量结果，$s_p = 104 \pm 7 \, \mathrm{Mpc} \, h^{-1}$，是在良好的协议与以前的估计从大型星系调查，并有类似的不确定性。因此，在这项工作中提出的BAO测量提供了一个新的强有力的一致性宇宙学模型的确认，并展示了权力和承诺的星系团作为宇宙学应用的基础上大尺度结构的关键探针。
2014-05-28 astro-ph.CO
A field-level emulator for modeling baryonic effects across hydrodynamic simulations
提出一种基于高斯过程的场级模拟器，通过 N-body 模拟加振幅修正高效建模重子效应，在百分比级别准确且验证范围更广，助力弱引力透镜分析。
2024-01-29 astro-ph.CO
The clustering of galaxies in the SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: Luminosity and Color Dependence and Redshift Evolution
我们测量了斯隆数字巡天III重子振荡光谱巡天第九次数据发布中星系团的光度和颜色依赖性以及红移演化。我们专注于投影的两点关联函数（2 PCF）的子集的CMASS样本，其中包括约260,000星系超过3,300平方米。在红移范围0.43为了最大限度地减少选择对星系聚类的影响，我们通过仔细考虑CMASS星系选择切割来构建定义良好的光度和颜色子样本。整个CMASS样本的2 PCF，如果用幂律近似，则具有相关长度r_0=7.93 \pm 0.06Mpc/h和指数γ=1.85 \pm 0.01。在所有的红移箱中，发现投影的2 PCF对星系的光度和颜色有明显的依赖性，更明亮和更红的星系通常表现出更强的聚类和更陡峭的2 PCF。在红色序列中的星系中也可以清楚地看到颜色依赖性，这与SDSS-II主要样本星系在较低红移下的行为一致。在一个给定的光度（k+e校正），没有显着的演化与红移的红序列星系的投影2 PCF检测。我们还构建了星系样本的固定数密度在不同的红移，使用红移依赖的幅度阈值。这些星系在CMASS红移范围内的成团现象与被动演化理论预测的结果一致。我们对星系团的光度和颜色依赖性以及红移演化的测量将允许详细模拟星系和暗物质晕之间的关系以及对星系形成和演化的新约束。
2013-04-05 astro-ph.CO
The effect of redshift-space distortions on projected 2-pt clustering measurements
虽然红移空间扭曲只影响推断的距离，而不是角度，他们仍然扭曲了使用红移依赖量选择的星系样本的投影角聚类。从欧拉的观点来看，这种效应是由星系的明显运动进入或离开样品造成的。从拉格朗日的观点来看，我们发现，投影红移空间的密度场在有限的径向距离并没有消除所有的各向异性失真。我们研究了这种效应，表明它强烈地提高了窄样本的聚类幅度，也可以降低关联函数中重子特征的重要性。我们认为，这种影响可以减轻分仓在明显的星系对中心，而不是星系的位置，并适用于径向星系分离的上限。我们证明了这种方法，对比标准的顶帽分仓星系距离，使用子样本从哈勃体积模拟。使用一个简单的模型，预计从暗能量调查（DES）的调查，如星系的径向分布，我们表明，这种分仓计划将简化分析，将测量重子声学振荡在这样的星系样本。比较不同的合并方案的结果有可能提供红移空间失真的幅度的测量。我们的分析是相关的其他光度红移调查，包括那些由全景巡天望远镜和快速响应系统（泛星）和大型天气巡天望远镜（LSST）。
2010-04-29 astro-ph.CO
Streaming Velocity Effects on the Post-reionization 21 cm Baryon Acoustic Oscillation Signal
早期宇宙中重子与暗物质之间的相对速度可以抑制小尺度重子结构的形成，并在再电离后的低红移处留下重子声学振荡（BAO）的印记。这种“流动速度”通过直接减少可能被再电离破坏的预先存在的小晕（$\lesssim 10^7 M_{\bigodot}$）的丰度和通过这些小晕内的光电离间接调制再电离历史来影响再电离后气体分布。在这项工作中，我们调查的BAO功能在HI 21厘米强度映射再电离后的流动速度的影响，重点是红移$3.5\lesssim z\lesssim5.5$。我们建立了一个空间调制晕模型，该模型考虑了星系际气体的局部再电离红移和热历史对过滤质量的影响。在我们的基准模型中，我们发现各向同性流动速度偏差系数$b_v$的范围从$z=3.5$处的$-0.0043$到$z=5.5$处的$-0.0273$，这表明BAO尺度被拉伸（即，峰移动到较低的PDMATHAMT）。特别地，流动速度使横向BAO标度在0.121%（$z=3.5$）和0.35%（$z=5.5$）之间移动，并且使径向BAO标度在0.167%（$z=3.5$）和0.505%（$z=5.5$）之间移动。这些变化超过了HI中更雄心勃勃的半球尺度调查的预测误差条（$1σ$每$Δz = 0.5$箱0.13%）。
2022-03-07 astro-ph.CO
The MillenniumTNG Project: High-precision predictions for matter clustering and halo statistics
MillenniumTNG项目结合IllustrisTNG流体模型与Millennium模拟大体积，构建多套高分辨率宇宙学模拟，开展成团性收敛测试与统计研究，测量重子物理的影响，为星系巡天宇宙学推断提供高精度理论支撑。
2023-05-01 astro-ph.CO
Weak lensing in the Horizon-AGN simulation lightcone. Small scale baryonic effects
上下文精确的模型预测，包括重子的物理学，需要充分利用即将到来的大型宇宙学调查致力于引力透镜。流体动力学宇宙学模拟的出现使得在足够大的体积上进行这样的预测成为可能。目的。透镜量（偏转，剪切，收敛）和他们的统计（收敛功率谱，剪切关联函数，星系-星系透镜）的计算在过去的光锥内置在地平线-AGN流体动力学宇宙模拟，实现我们最好的重子物理知识在星系尺度上，以模拟宇宙时间的星系种群。方法.透镜量是在一个平方度的视场内产生的，通过光锥进行多透镜平面光线追踪，充分利用1 kpc的分辨率，并将视线分裂到500个平面上，一直到红移z~7。探索了两种方法（自适应平滑的粒子标准投影和加速场的积分）来保证良好的实现。重点是在重子最重要的小尺度上。结果标准的宇宙剪切统计在10%的水平上受到重子分量的影响，角标度低于几个弧分。星系-星系透镜信号，或星系-剪切关联函数，与红移z~0.5的大质量星系群的测量结果一致。在较高的红移z>1时，放大偏差对这种相关性的影响与大于1 Mpc的分离有关。结论.这项工作对于所有当前和即将到来的弱透镜调查都是至关重要的，并且代表了从大型宇宙流体动力学模拟中构建完整的端到端一代透镜模拟图像的第一步。
2019-04-16 astro-ph.CO
Baryon fractions in clusters of galaxies: evidence against a preheating model for entropy generation
千年气体项目旨在对千年模拟进行平滑粒子流体动力学再模拟，提供数百个大质量星系团，以与X射线巡天进行比较（170个kTsl > 3 keV的星系团）。本文着眼于在不同的物理加热机制的模拟中的热气体和恒星部分的集群。这些未能再现冷核心系统，但成功地匹配非冷核心集群的热气剖面。尽管观测数据中存在巨大的分散性，但模拟的星团与r500内的积分气体分数大致匹配。然而，与以前的工作一致，它们与恒星分数相比表现得不那么好，对星团质量的依赖性比观察到的要弱得多。与红移的热气体馏分的演变是更大的模拟与早期预热比在一个持续的反馈，观测有利于后者的模型。热气体分数对团簇物理的强烈依赖限制了它作为宇宙学参数探测器的用途。
2010-12-07 astro-ph.CO
Systematic errors in the measurement of neutrino masses due to baryonic feedback processes: Prospects for stage IV lensing surveys
我们研究了重子反馈效应对小尺度物质功率谱的重要性，以及通过弱引力透镜精确测量中微子质量的意义。计划中的大型星系巡天，如大型综合天空望远镜（LSST）和欧几里得，预计将测量中微子质量的总和达到极高的精度，即使在最小质量正常等级中也足以检测到非零中微子质量。我们表明，星系的弱透镜，而中微子质量的一个很好的探针，是非常敏感的重子反馈过程。我们使用公开的结果，从压倒性的大型模拟（OWLS）项目的活动星系核反馈，恒星初始质量函数的性质，和气体冷却速率的影响，对测得的弱透镜剪切功率谱。利用Fisher矩阵形式和CMB+BAO数据的先验，我们证明了当不考虑反馈时，测量的中微子质量可能比真实质量大得多或小得多，这取决于主导反馈机制，质量误差|Δm_nu|通常超过质量m_nu本身。我们还考虑了宇宙微波背景（CMB）的引力透镜效应，并表明它对尺度l < 2000的重子反馈不敏感，尽管CMB实验的目标是sigma灵敏度（m_nu）< 0.02 eV将需要在CMB透镜势的建模中包括重子效应。CMB透镜和星系透镜的结合可以帮助打破中微子质量和重子反馈过程之间的简并性。我们的结论是，未来的大型星系透镜调查，如LSST和欧几里得只能测量中微子质量准确，如果物质功率谱可以测量到类似的精度。
2014-09-04 astro-ph.CO hep-ph
The LBT $Y_{\rm p}$ Project V: Cosmological Implications of a New Determination of Primordial $^4$He
TRIUMF（特利安夫实验室）；William I. Fine Theoretical Physics Institute, School of Physics and Astronomy, University of Minnesota（明尼苏达大学物理与天文学院威廉·I·芬理论物理研究所）；University of Illinois（伊利诺伊大学）；Gonzaga University（冈萨加大学）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Northwestern University（西北大学）；University of Minnesota（明尼苏达大学）
LBT Y_p项目通过新确定的原初^4He丰度，结合氘测量和BBN模型，得出宇宙质子-光子比和轻子种类数，验证了标准模型与宇宙学的一致性。
2026-01-29 astro-ph.CO hep-ph
