空洞数目计数(VNC)表示宇宙大尺度结构(LSS)中低密度区域的数目,我们提出将其作为一种有效的宇宙学探针。基于九天(Jiutian)模拟生成星系模拟星表,并考虑中国空间站望远镜(CSST)的光谱巡天策略与仪器设计——其极限星等可达约23 AB mag,光谱分辨率R≳200,天区覆盖面积为17,500平方度——我们使用分水岭算法在不对空洞形状作任何假设的条件下识别空洞,获得模拟空洞星表,并在从z=0.3到1.3的六个红移区间内得到VNC数据。我们使用马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)方法约束宇宙学参数和VNC参数。理论模型中的空洞线性低密度阈值δ_v在给定红移处被设为自由参数,以拟合VNC数据并探索其红移演化。我们发现,VNC能够正确提取宇宙学信息,其对宇宙学参数的约束强度与空洞尺寸函数(VSF)方法相当,在CSST全光谱巡天中可达到百分之几的水平。这是因为VNC对空洞形状不敏感,修正后的理论模型可以通过对空洞特征进行积分而更好地匹配数据,并且通过采用更简单的选择标准,可以将更多空洞纳入VNC分析,从而提高统计显著性。这表明VNC可以成为探索LSS的有效宇宙学探针。
英文摘要:
Void number counts (VNC) indicates the number of low-density regions in the large-scale structure (LSS) of the Universe, and we propose to use it as an effective cosmological probe. By generating the galaxy mock catalog based on Jiutian simulations and considering the spectroscopic survey strategy and instrumental design of the China Space Station Telescope (CSST), which can reach a magnitude limit $\sim$23 AB mag and spectral resolution $R\gtrsim200$ with a sky coverage 17,500 deg$^2$, we identify voids using the watershed algorithm without any assumption of void shape, and obtain the mock void catalog and data of the VNC in six redshift bins from $z=0.3$ to1.3. We use the Markov Chain Monte Carlo (MCMC) method to constrain the cosmological and VNC parameters. The void linear underdensity threshold $δ_{\rm v}$ in the theoretical model is set to be a free parameter at a given redshift to fit the VNC data and explore its redshift evolution. We find that, the VNC can correctly derive the cosmological information, and the constraint strength on the cosmological parameters is comparable to that from the void size function (VSF) method, which can reach a few percentage levels in the CSST full spectroscopic survey. This is because that, since the VNC is not sensitive to void shape, the modified theoretical model can match the data better by integrating over void features, and more voids could be included in the VNC analysis by applying simpler selection criteria, which will improve the statistical significance. It indicates that the VNC can be an effective cosmological probe for exploring the LSS.
Cosmological exploitation of cosmic void statistics - New numerical tools in the CosmoBolognaLib to extract cosmological constraints from the void size function
The Size, Shape and Orientation of Cosmological Voids in the Sloan Digital Sky Survey
我们提出了一个详细的描述,我们的空洞发现算法,这是一个由Hoyle和Vogeley(2002)的处方的扩展。我们包括一个讨论的算法的再现性和鲁棒性,以及检测到的空隙的统计意义。我们将我们的空洞发现者应用于斯隆数字巡天(SDSS)的数据发布5(DR5),并确定了232个宇宙学空洞。将创建包含检测到的空隙的最显著属性的空隙目录。我们提出了一个我们确定的宇宙学空洞的大小,形状和方向的分布的统计分析。我们还研究了红移为0.04 < z < 0.16的可能趋势。我们比较我们的结果,从一个相同的分析模拟目录的基础上的LambdaCDM模型,并找到合理的协议。然而,宇宙学空洞的总体方向存在一些统计学上的显著差异,需要通过进一步改进模拟来加以调和。
Exploring Cosmological Constraints of the Void-Lensing Cross-Correlation in the CSST Photometric Survey
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);School of Astronomy and Space Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(UCAS)(中国科学院大学天文与空间科学学院);Science Center for China Space Station Telescope, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Science(中国科学院国家天文台中国空间站望远镜科学中心)
The stability of voids in the Local Universe: The role of the cosmological constant
Center for Cosmology and Astrophysics, Alikhanian National Laboratory(宇宙学与天体物理学中心,阿利哈尼扬国家实验室);Yerevan State University(埃里温国立大学);SIA, Sapienza University of Rome(罗马智慧大学);Keldysh Institute of Applied Mathematics of RAS(俄罗斯科学院凯尔迪什应用数学研究所)
Extracting the Alcock-Paczynski signal from voids: A novel approach via reconstruction
Aix-Marseille Université(艾克斯-马赛大学);CNRS/IN2P3, CPPM(法国国家科学研究中心/法国国家粒子物理研究所,CPPM);Dipartimento di Fisica, Università di Roma Tre(罗马第三大学物理系);SISSA, International School for Advanced Studies(国际高等研究院);ICSC - Centro Nazionale di Ricerca in High Performance Computing, Big Data e Quantum Computing(高性能计算、大数据和量子计算国家研究中心);INFN, Sezione di Trieste(意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部);Université Clermont Auvergne(克莱蒙奥弗涅大学);CNRS/IN2P3, LPCA(法国国家科学研究中心/法国国家粒子物理研究所,LPCA);Department of Physics, Università di Genova(热那亚大学物理系);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Genova(意大利国家核物理研究所热那亚分部);INAF-Osservatorio Astronomico di Brera(意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台);Department of Astrophysical Sciences, Peyton Hall, Princeton University(普林斯顿大学天体物理科学系);Université Claude Bernard Lyon 1(里昂第一大学);IUF, IP2I Lyon(法国高等教育与研究学院,里昂粒子物理与宇宙学研究所)
Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics(马克斯·普朗克地外物理研究所);Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute(平顿研究所计算天体物理学中心);ICTP, International Centre for Theoretical Physics(国际理论物理中心)
Weak-lensing tunnel voids in simulated light cones: A new pipeline to investigate modified gravity and massive neutrinos signatures
Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics(马克斯·普朗克地外物理研究所);INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna(博洛尼亚天文物理与空间科学国家研究院);INFN-Sezione di Bologna(博洛尼亚意大利国家核物理研究所)
Towards precision cosmology with Void x CMB correlations (II): Impact of mock catalogs on the Void x CMB lensing signal
Instituto de Astrofísica de Canarias(加那利群岛天体物理研究所);Universidad de La Laguna(拉戈纳大学);MTA–CSFK Lendület “Momentum” Large-Scale Structure (LSS) Research Group(匈牙利科学院-塞格德大学“动量”大尺度结构研究组);Konkoly Observatory, HUN-REN Research Centre for Astronomy and Earth Sciences(孔科利天文台,匈牙利研究与创新网络地球与天文学研究中心);CPPM, Aix-Marseille Université, CNRS/IN2P3(地中海粒子与核物理中心,艾克斯-马赛大学,法国国家科学研究中心/法国国家核与粒子物理研究所);Princeton University(普林斯顿大学);California Institute of Technology(加州理工学院)
研究通过分析模拟目录对Void x CMB引力透镜信号的影响,探讨了未来宇宙学约束的潜力,发现该信号对模拟目录的依赖性较低,预计罗马任务结合现有和未来CMB观测将显著提高信号噪声比。
The completed SDSS-IV extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: Cosmological implications from multi-tracer BAO analysis with galaxies and voids
我们使用DIVE void finder在SDSS BOSS DR 12和eBOSS DR 16星系样本上构建了宇宙空洞目录,并应用BAO重建,并使用不同类型的星系和相应的空洞进行联合BAO分析。BAO峰值对于所有数据集的星系-星系、星系-空洞和空洞-空洞关联函数都是明显的,包括那些互相关联的亮红色星系和发射线星系样本。两个多示踪剂BAO拟合方案,然后测试,一个结合的星系和空关联函数的权重适用于空隙,和其他使用一个单一的BAO膨胀参数的所有聚类测量不同的示踪剂。这两种方法产生一致的结果与模拟目录,平均约10%的改善的BAO统计不确定性观察到的所有样本相比,从星系单独的结果。通过结合星系和空洞的聚类,SDSS数据中BAO测量的不确定性降低了5%至15%,在有效红移分别为0.38、0.51、0.70、0.77和0.85时,距离$D_{_{\rm V}}(z)$的约束分别为0.9%、0.8%、1.1%、2.3%和2.9%。当与来自SDSS MGS、类星体和Ly $α$样本的BAO测量以及BBN结果相结合时,我们在平坦的$Λ$ CDM框架中获得了$H_0 = 67.58 \pm 0.91\,{\rm km}\,{\rm s}^{-1}\,{\rm Mpc}^{-1}$、$Ω_{\rm m} = 0.290 \pm 0.015$和$Ω_Λh^2 = 0.3241 \pm 0.0079$,其中…
Constraining Neutrino Mass with the Void Weak Lensing Effect
Tsinghua University(清华大学);Shanghai Astronomical Observatory (SHAO)(上海天文台);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院)