x-cut Cosmic Shear: Optimally Removing Sensitivity to Baryonic and Nonlinear Physics with an Application to the Dark Energy Survey Year 1 Shear Data
我们提出了一种新的方法，称为$x$切割宇宙剪切，最佳地消除敏感性差的模型尺度从两点宇宙剪切信号。我们表明，$x$切割宇宙剪切协方差矩阵可以计算从关联函数协方差矩阵在几分钟内，使似然分析几乎没有额外的计算成本。进一步，我们展示了如何推广$x$切割宇宙剪切星系星系透镜。对暗能量巡天1年（DESY 1）的剪切数据进行$x$剪切分析，在相同先验和角标度剪切准则下，相对于关联函数分析，我们将$S_8= σ_8 (Ω_m / 0.3) ^ {0.5}$的误差减小了$32 \%$，同时表明我们的约束对不同的重子反馈模型是鲁棒的.我们的结果$S_8= 0.734 \pm 0.026$主要由小角度尺度的信息驱动，与宇宙微波背景的普朗克遗产分析产生了$2.6 σ$张力。以及减轻重子建模的不确定性，我们的方法可以用来最佳地约束大量的理论修改重力计算的限制，使其不可行的功率谱模型到极小的尺度。我们的代码的关键部分是公开的。
2021-05-17 astro-ph.CO
A theoretical estimate of intrinsic ellipticity bispectra induced by angular momenta alignments
内向排列星系的形状是宇宙剪切测量中最重要的系统学之一。到目前为止，对内在排列的理论研究几乎只集中在两点水平上的统计。然而，数值模拟的结果表明，三阶措施可能会受到更大的影响。因此，我们调查的（角）双谱的内在对齐。在我们的全面分析研究中，我们描述了内在的星系椭圆的物理排列模型，它利用潮汐力矩理论。我们推导出表达式的各种组合的内在和引力引起的椭圆，即III-，GII-和GGI-对齐，并比较我们的结果的剪切双谱，GGG-长期。后者使用超扩展微扰理论计算。考虑到等边和压缩配置，我们发现，对于一个欧几里德的调查内在的路线（III-路线）开始占主导地位的角度尺度小于20弧分和13弧分，分别。这种敏感性的配置空间的几何形状可以允许利用宇宙学信息包含在这两个内在的和引力诱导的椭圆率场。在最小尺度（1 ~ 3000）上，III-对准超过透镜化信号至少一个数量级。GGI对齐的幅度是最弱的。它在所有角尺度上都低于剪切场，与波矢结构无关。
2014-09-18 astro-ph.CO
Cosmic web alignments with the shape, angular momentum and peculiar velocities of dark matter haloes
我们研究的暗物质晕与宇宙网的潮汐和速度剪切场的特点。我们专注于他们的形状，角动量和奇特的速度对齐。我们使用的宇宙学N体模拟，允许研究暗物质晕跨越近五个数量级的质量（$10^{9}$ - $10^{14}$）$h^{-1}$ $M_{\odot}$和空间尺度的$(0.5$ - $1.0)$ $h^{-1}$ Mpc定义的宇宙网络。我们发现，晕的形状提出了最强的对齐沿最小的潮汐特征向量，例如，沿细丝和墙壁，随着晕质量的增加，信号变得更强。在速度切变场的情况下，只有大质量的晕$>10^{12}$ $h^{-1}$ $M_{\odot}$的形状倾向于沿着最大的潮汐本征向量排列，也就是说，垂直于细丝和壁。对于角动量，我们发现只有在潮汐和速度剪切腹板中的质量比$10^{12}$ $h^{-1}$ $M_{\odot}$大的晕才有对准信号，其中偏好是平行于中间本征向量，垂直于细丝和平行于墙壁。最后，奇特的速度显示出强烈的对齐沿最小的潮汐特征向量的所有晕质量;晕沿细丝和墙壁。在速度切变中，存在着同样的排列，但较弱，而且只存在于质量小于$10^{12}$ $h^{-1}$ $M_{\odot}$的晕中。我们的研究结果清楚地表明，我们用来定义宇宙网的两种不同算法描述了非线性坍缩的不同物理方面，应该以互补的方式来理解宇宙网对星系演化的影响。
2014-07-02 astro-ph.CO
Constraining the expansion history of the universe from the red shift evolution of cosmic shear
我们提出了一个定量分析的约束条件的总状态方程参数，可以得到从测量宇宙剪切的红移演化。我们比较的约束，可以从测量的自旋两个角多极矩的宇宙剪切的宇宙剪切的二维和三维功率谱所产生的。我们发现，如果宇宙剪切的多极矩测量足够准确的几个红移的约束条件下的暗能量状态方程参数显着改善相比，可以从其他测量。
2010-08-16 astro-ph.CO
Full-sky lensing shear at second order
在不依赖于小角近似或薄透镜近似的情况下，我们计算了引力势中的约化宇宙剪切。这是通过求解萨克斯方程获得的，该方程描述了光束在光学极限下的无穷小横截面的变形，并将星系的内在形状映射到它们的角图像中。计算是在泊松规范中进行的，没有特定的物质含量，包括矢量和张量扰动产生的二阶和考虑到一个固定的红移源平面的不均匀性。我们的最终结果表示在自旋2运营商的领域，是有效的，在整个天空。除了著名的透镜透镜和玻恩校正，占主导地位的小角度尺度上，我们发现新的非线性耦合。这些都是一个纯粹的广义相对论的内在贡献，在源与透镜的引力势之间的耦合，与透镜的时间延迟之间的耦合，两个光子偏转之间的耦合，以及由于二阶矢量和张量分量的非线性耦合。光源红移的不均匀性引起了光子红移与透镜之间的耦合。所有这些修正在大角度尺度上都变得很重要，因此在计算全天空或部分全天空巡天中的高阶观测量（如双谱）时都应包括在内。
2010-02-23 astro-ph.CO
Cross-correlation cosmic shear with the SDSS and VLA FIRST surveys
我们通过将SDSS光学巡天测量到的约900万个星系的形状与VLA-FIRST重叠巡天测量到的约2.7x10^5个射电星系的形状进行互相关，测量了大角度尺度上的宇宙剪切功率谱。我们的测量跨越多极范围10 <1 < 130，对应于角标度2deg < θ <20 deg。在这些尺度上，剪切图从两个调查遭受显着的系统性影响，禁止测量的剪切功率谱从任何一个单独的调查。相反，我们证明，通过互相关的两个调查测量的功率谱是无偏的。我们从99%置信度（~2.7σ）下与零信号不一致的数据测量E-模式功率谱。发现奇校验B模式信号和EB互相关都与零一致（在1σ内）。这些约束条件是经过仔细的误差分析后获得的，该分析考虑了由于宇宙方差，随机星系形状噪声和形状测量误差以及与两次调查中观察到的大规模系统效应相关的其他误差而引起的不确定性。我们的约束条件是一致的和谐宇宙学模型中的预期信号，假设最近估计的宇宙学参数从普朗克卫星，和文献值的SDSS和第一星系人口的中位数红移。本文描述的互功率谱方法是一种强大的技术，用于减轻剪切系统，并将是理想的提取强大的结果，与系统所需的精细控制，从未来的宇宙剪切调查与SKA，LSST，欧几里得和WFIRST AFTA。
2015-07-21 astro-ph.CO
A new cosmic shear function: Optimised E-/B-mode decomposition on a finite interval
宇宙剪切场的E模和B模分解是弱引力透镜的重要诊断。然而，通常使用的技术来执行这种分离遭受模式混合非常小或非常大的规模。本文介绍了有限区间上宇宙剪切两点关联的一种新的E/B模分解。这种新的统计优化宇宙学应用，通过最大化的信噪比（S/N）和品质因数（FoM）的基础上的Fisher矩阵的宇宙学参数Omega_m和sigma_8。我们改善了S/N和FoM的结果大大相对于最近推出的环统计，这也提供了E-/B-模式分离有限的角度范围。S/N（FoM）在1到220角分之间的角标度上大三（二）倍。此外，该方法得到的结果比孔径-质量色散^[2]更好<M_ap>，信噪比（FoM）提高了20%（10%）。我们的结果依赖于调查参数，最重要的是两点剪切关联函数的协方差。虽然我们假设参数根据CFHTLS范围内的调查，我们的方法和优化方案可以很容易地应用到任何给定的调查设置和观测参数。可以定义任意量，E/B模式滤波器相对于其进行优化，因此概括了新剪切统计的目的和背景。
2009-09-17 astro-ph.CO
Theoretical Estimates of 2-point Shear Correlation Functions Using Tangled Magnetic Field Power Spectrum
与通常的$Λ$ CDM模型相比，原始磁场的存在可以在小尺度下引起具有额外功率的物质扰动。我们在引力透镜的两点剪切关联函数的背景下研究了它的含义。我们证明了原始磁场可以在角尺度上的剪切关联函数上留下它的印记$\lesssim \hbox{a few arcmin}$。CFHTLS的数据，产生一些最强的已知约束的原始磁场的参数（强度和光谱指数）的结果进行了比较。我们还讨论了使用SNAP等未来任务检测亚纳米高斯场的可能性。
2012-01-25 astro-ph.CO
COSEBIs: Extracting the full E-/B-mode information from cosmic shear correlation functions
宇宙剪切被认为是研究宇宙中暗能量性质的最有力的方法之一。作为一种标准方法，宇宙剪切场的两点关联函数$xi_\pm(theta)$被用作剪切场的统计度量。为了将观测到的切变分离成E-和B-模式，后者最有可能是由数据集中的剩余系统学和/或内在对齐效应产生的，之前已经定义了几个统计量。在这里，我们的目标是在一个完整的E/B模式分解的宇宙剪切信息中包含的$xi_\pm$在有限的角度间隔。我们构造了两组这样的E-/B-模式的措施，即E-/B-模式积分的完全正交集（COSEBI），其特征在于$xi_\pm$和COSEBI之间的权重函数是多项式在$theta$或多项式在$ln(theta)$，分别。考虑到由COSEBI构造的宇宙学参数空间中的似然性，我们研究了它们的信息量。我们表明，COSEBI模式的数量考虑到的信息增长，并达到一个渐近极限，它定义的最大可用信息的E-模式组件的$xi_\pm$。我们证明，这个极限是达到较早（即，对于所考虑的较少数目的模式），测量$xi_\pm$的角度范围越窄，并且对于对数加权函数，达到该角度范围要早得多。例如，对于区间$1'\le θ\le 400'$上的$xi_\pm$，在线性情况下对于$\sim 25$模式达到参数对$(Omega_m, sigma_8)$的渐近极限，但是在对数情况下对于5个模式已经达到。COSEBI形成了一个自然的离散量集，我们建议将其作为…
2010-09-20 astro-ph.CO
Pure-mode correlation functions for cosmic shear and application to KiDS-1000
引力透镜观测中系统效应的一个探测是在宇宙剪切两点关联函数\pm（\vt）中存在所谓的B模，因为透镜作用预计只产生E模剪切。此外，还存在不能唯一地分配给E-或B-模式剪切的模糊模式。我们导出了纯模剪切关联函数\pm^E /B的显式方程（\vt）及其歧义组件_ \pm^a mb（\vt），其可以从测量的PDMATHABMM_ \pm导出（\vt）在有限角度间隔\tmin \le \vt \le \tmax，使得后者可以唯一地分解为纯模函数：ξ_+=ξ_+^E+ξ_+^B+ξ_+^amb和ξ_-=ξ_-^E-ξ_-^B+ξ_-^amb。推导是通过定义一组新的COSEBI，获得明确的关系，并产生一个较小的COSEBI模式之间的协方差。我们推导了E_ \pm^E /B/amb与E/B模功率谱之间的关系。纯模关联函数可以提供位形空间中系统学的诊断。然后，我们将我们的结果应用于SLICS模拟和KiDS-1000宇宙剪切数据，计算新的COSEBI和纯模式关联函数，以及相应的协方差，并表明新的统计数据同样适合于最佳拟合的宇宙学模型作为以前的KiDS-1000分析和恢复相同水平的（无关紧要的）B模式。我们还对一阶和二阶模糊模进行了详细的研究，得到了一些令人惊讶的结果;例如，当沿着通过中心的线切割时，点质量的剪切场不能唯一地归因于E模式剪切，因此是模糊的，并且当在有限的角度范围内测量时，对应于模糊模式。
2022-05-17 astro-ph.CO
Revisiting CFHTLenS cosmic shear: Optimal E/B mode decomposition using COSEBIs and compressed COSEBIs
我们提出了一个重新分析的CFHTLens弱引力透镜调查使用完整的正交集E/B模式积分，称为COSEBI。COSEBI提供了一整套功能，可有效地将E模式与B模式分离，因此可对数据中的系统误差进行稳健且严格的测试。该分析揭示了以前使用标准E/B分解分析未看到的大角度尺度上的显著B模式。我们发现，B-模式的重要性增强时，数据被分裂的星系类型和分析层析红移箱。向分析中添加层析箱会增加COSEBI模式的数量，这会导致从一组模拟中对协方差矩阵的估计不太准确。因此，我们还提出了第一个压缩COSEBIs的调查数据分析，其中COSEBIs模式的最佳组合基于其对宇宙学参数的敏感性。在这个层析CCOSEBIs分析中，我们发现的B-模式是一致的，当被认为是全范围的角度尺度为零。
2016-12-21 astro-ph.CO
Multiple Weak Deflections in Galaxy-Galaxy Lensing
利用蒙特卡罗模拟研究了星系-星系透镜效应中多重弱偏转的频率和效应。模拟中的透镜是具有已知红移和已知静止坐标系蓝光度的星系。对于离散源红移以及广泛分布在红移空间中的一组源，在给定的阈值剪切值以上的多个偏转的频率被量化。一般来说，在天空上投影的最接近的透镜不是给定源的唯一透镜。此外，对于给定的光源，约50%的时间最接近的镜头不是最重要的镜头。与单纯的单偏转计算相比，其中仅考虑由于最近的弱透镜引起的透镜效应，完整的多偏转计算产生单个源的更高的净剪切，以及透镜中心周围的更高的平均切向剪切。完整的多重偏转计算还表明，星系-星系透镜效应可能对小角度尺度上的宇宙剪切有相当大的贡献。星系-星系透镜作用对小尺度宇宙剪切的贡献程度对L_B* 星系晕的质量相当敏感。在1角分量级的尺度上，将晕质量改变2.5倍，则星系-星系透镜效应对宇宙剪切的贡献改变3倍。星系-星系透镜效应对宇宙剪切的贡献随着角尺度的增大而迅速减小，在5角分量级时外推到零。这最后一个结果是大致独立的晕质量，并表明，规模大于约5弧分，宇宙剪切是不敏感的大星系的引力势的细节。
2010-02-26 astro-ph.CO
The cosmological information of shear peaks: beyond the abundance
我们研究了弱透镜峰的宇宙学信息，除了它们的丰度外，还关注了另外两个统计量：叠加切向剪切剖面和峰-峰关联函数。我们使用一个大的合奏模拟WL地图与调查规格相关的未来任务，如欧几里得和LSST，探索三个峰值探测器。我们发现，关联函数的峰值与高信噪比（S/N）的大小为144平方米的字段测量。°的在角标度~10弧分时最大值为~0.3。对于具有较小S/N的峰，关联函数的幅度减小，并且其最大值出现在较小的角度尺度上。我们比较了有和没有形状噪声的峰值观测值，发现对于S/N~3，只有~5%的峰值是由于大尺度结构，其余的是由形状噪声产生的。检查探针的协方差矩阵：关联函数在< 30弧分的尺度上仅为弱协变，并且在较大尺度上略微更多;对于θ> 2弧分，剪切剖面非常相关，相关系数高达0.7。使用Fisher矩阵形式主义，我们计算宇宙约束{Om_m，sig_8，w，n_s}考虑每个探针单独，以及组合。我们发现，峰和剪切剖面的关联函数产生的边缘误差，对于{Om_m，sig_8}比单独峰丰度产生的误差大2-4倍，而对于{w，n_s}的误差相似。通过组合三个探针，与单独的峰丰度相比，边缘化约束被收紧约2倍，对误差减少的贡献最小的是关联函数。因此，这项工作建议未来的WL调查使用剪切峰超出其丰度，以限制宇宙学模型。
2013-01-21 astro-ph.CO
3D Photometric Cosmic Shear
在这里，我们提出了一些改进弱透镜三维功率谱分析，三维宇宙剪切，使用每个星系的形状和红移信息来约束宇宙学参数。我们展示了如何光度红移概率分布的个别星系可以直接包括在这个统计没有平均。我们还包括Limber近似，大大简化了全三维宇宙剪切分析，我们调查其适用范围。最后，我们弱透镜层析成像和三维宇宙剪切场本身之间的关系，连接它们的步骤是林伯近似，谐波空间变换和波数离散化。每种方法都有其优点：3D宇宙剪切分析允许直接包含所有相关模式，从而确保最小的误差条，并直接控制探测的物理波数范围，以避免不确定的高度非线性状态。另一方面，层析成像是更方便的检查系统通过直接调查的红移依赖的信号。最后，对于层析成像，我们建议探测的角度模式应该是红移相关的，以恢复一些3D优势。
2011-02-01 astro-ph.CO
Full-sky formulae for weak lensing power spectra from total angular momentum method
从总角动量（TAM）方法出发，系统地推导了标量、矢量和张量扰动产生的弱透镜功率谱的全天空公式。本文首先从测地线和测地偏差方程出发，给出了作为CMB透镜和宇宙剪切实验观测量的偏转角和Jacobi映射的规范不变表达式。然后，我们应用TAM方法，最初在CMB的理论研究中开发的，角功率谱的系统推导。TAM表示，其特征在于总的角度依赖性的空间模式投影沿视线，可以携带所有的信息所产生的标量，矢量和张量度量扰动的透镜模式。这大大简化了计算，我们提出了一套完整的全天空公式的角功率谱在E-/B-模式宇宙剪切和梯度/卷曲模式透镜势的偏转角。在此基础上，我们给出了在矢量和张量扰动存在下非零B模宇宙剪切和旋度模偏转角的例子，并计算了其功率谱.
2013-09-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmic Shimmering: the Gravitational Wave Signal of Time-Resolved Cosmic Shear Observations
本文提出利用引力波引起的天体形状随时间畸变来探测引力波的新方法，推导了响应函数与角相关函数，揭示其对最低频段敏感并产生独特角相关特征，为未来高分辨率巡天提供新观测途径。
2024-10-21 astro-ph.CO gr-qc
Perturbative and numerical study of nonlinear relativistic effects in weak lensing
Institute for Basic Science (IBS)（韩国基础科学研究院）；Universität Zürich（苏黎世大学）；Université de Genève（日内瓦大学）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
本文研究了弱引力透镜中非线性相对论效应，通过Jacobi映射方法推导了旋转场、剪切B模及其角功率谱，发现考虑Sachs基底平行运输后，旋转与剪切B模谱分离，且在大角尺度上修正达5%，并首次分析了框架拖拽对剪切B模角功率谱的影响。
2026-08-21 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic vorticity and the origin of halo spins
在宇宙学的标准模型中，结构出现在非旋转流中，坍缩晕的角动量由潮汐力矩引起。在线性和准线性阶段的晕角动量的增长与剪切，无旋，流，它是很好地描述内的潮汐扭矩理论（TTT）的线性框架。然而，TTT是无关紧要的光环接近转身和男性化。此时，光环周围的流场具有非零涡度。使用宇宙学模拟，我们已经研究了速度场（涡度）的旋度在确定晕自旋的重要性，发现两者之间的强对齐。我们还研究了涡量与剪切张量主轴的关系，发现它倾向于垂直于物质坍缩最快的轴（e1）。这种行为与晕质量和宇宙网环境无关。我们的结果同意以前的研究结果的倾向晕自旋垂直于e1，（模拟）晕和（观察）星系的自旋与大尺度结构对齐。我们的研究结果表明，角动量的增长过程中，在两个不同的阶段。在第一阶段，角动量出现在剪切的、无旋的势流中，如TTT所描述的。在第二阶段，其中晕接近维里化，角动量出现了一个旋涡流和晕自旋成为强烈对齐与周围流场的涡度。
2012-12-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Full-sky Gravitational Lensing Simulation for Large-area Galaxy Surveys and Cosmic Microwave Background Experiments
我们提出了108个全天引力透镜模拟数据集，通过高分辨率宇宙学$N$体模拟进行多透镜平面射线追踪。这些数据集包括以$150 \, h^{-1}{\rm Mpc}$共动径向距离（对应于附近宇宙的红移间隔$Δz \simeq 0.05$）从$z=0.05$到$5.3$的红移的全天空会聚和剪切图，使得能够为直到$z=5.3$的任意源分布构建模拟剪切目录。暗物质晕是从相同的$N$ -体模拟中确定的，具有足够的质量分辨率来分辨斯隆数字巡天（SDSS）CMASS和发光红星系（LRGs）的宿主晕。角位置和红移的光环提供了一个射线跟踪计算，使模拟晕目录的创建用于星系和星系团的星系透镜。模拟还产生了引力透镜偏转源红移在最后的散射表面的地图，我们提供了108个实现的透镜宇宙微波背景（CMB）的地图，其中包括后玻恩校正引起的多次光散射。我们提出的模拟数据的基本统计，包括宇宙剪切的角功率谱，CMB温度和偏振各向异性，星系-星系透镜晕信号，以及它们的协方差。宇宙剪切和CMB各向异性的角功率谱与$5\%$内直到$\ell = 3000$（或在角标度$θ> 0.5$ arcsin）的理论预测一致。模拟数据集主要是为正在进行的斯巴鲁Hyper Suprime-Cam调查生成的，但可在http://cosmo.phys.hirosaki-u.ac.jp/takahasi/allsky_raytracing免费下载。
2017-11-24 astro-ph.CO gr-qc
