TDCOSMO. VII. Boxyness/discyness in lensing galaxies : Detectability and impact on $H_0$
在引力透镜的背景下,透镜星系的密度轮廓通常被认为是完美的椭圆形。势角结构一般被忽略,除了解释通量比异常。令人惊讶的是,方位角结构对源的扩展图像的影响尚未被表征,也没有其对H 0推断的影响。我们通过创建嵌入在扩展源中的点源的模拟图像来解决这一任务,椭圆星系的多极组件被添加到模拟boxy/discy等密度轮廓。建模这样的图像与密度分布的角度结构自由,使我们能够探索由多极在剩余帧中引起的图像变形的可检测性。对于我们的最高信噪比模拟数据,多极形变几乎总是可以检测到的。然而,可检测性取决于透镜椭圆率和爱因斯坦半径、数据的S/N以及特定的透镜建模策略。多极子也会对时间延迟带来微小的变化。因此,我们量化了未检测到的多极子将如何影响H 0推断。当在残差中没有检测到多极时,对于给定透镜,对H 0的影响通常小于几km/s/Mpc,但在最坏的情况下,结合环中的低S/N和大的固有盒形/盘形,对H 0的偏差可以达到10-12 km/s/Mpc。如果我们现在从一群透镜星系来看H 0的推论,这些星系的多极分布代表了椭圆星系的光剖面,那么我们就会发现H 0的系统偏差<1%。我们的模拟系统的国家的最先进的时间延迟透镜样品的H 0 LiCOW和TDCOSMO合作研究的比较表明,多极目前不太可能是一个源的大量系统偏差的推断值H 0从时间延迟透镜。
2022-03-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Weak gravitational lensing of intrinsically aligned galaxies
本文的研究对象是具有内相关椭率的星系的弱透镜效应。在我们的模型中,我们调查的椭圆率场的扭曲,如果星系经历了一个明显的移动,在他们的位置由弱透镜偏转和比较这种效果的剪切效应引起的潮汐场。从推导的内禀椭圆率谱采用潮汐扭矩模型产生的银河系角动量,我们的模型的星系椭圆率假设银河系盘形成垂直于主机晕角动量方向和推导的内禀椭圆率E-模式和B-模式的角动量统计光谱。椭圆率场的透镜效应是通过采用在宇宙微波背景偏振透镜的框架内开发的方法来模拟的。对于EUCLID,在多极l>1000上的透镜偏转改变了椭圆度相关性,对于椭圆度E模式约为5%,对于B模式约为30%,而较浅的调查将在较大的角度尺度上表现出较大的变化。除了椭圆率谱上的透镜的卷积效应,我们调查的E/B模式转换,并讨论测量不同的多极子之间的相关性,这是由均匀性破坏效应的透镜位移引起的可能性。我们的结论是,虽然弱引力剪切产生的形状相关性是占主导地位的,由于透镜的移位效应是塑造小角度尺度上的椭圆率谱,并导致一些有趣的现象,这可能是观察到的未来的调查。
2013-02-11 astro-ph.CO
Weak Lensing Effect on CMB in the Presence of a Dipole Anisotropy
研究了偶极各向异性条件下宇宙微波背景的弱透镜效应。考虑了平天近似的方法。我们确定的功能$σ_0^2$和$σ_2^2$出现在表达式中的透镜CMB功率谱中存在的偶极各向异性。我们确定了对B模功率谱的修正,这在低多极子($l$)下是明显的。然而,温度和E模功率谱没有显着改变。
2019-01-24 astro-ph.CO
KiDS-450 + 2dFLenS: Cosmological parameter constraints from weak gravitational lensing tomography and overlapping redshift-space galaxy clustering
我们使用450度$^2$的千度巡天(KiDS)与两个光谱巡天(2度场透镜巡天(2dFLenS)和重子振荡光谱巡天(BOSS))重叠的成像数据,对宇宙剪切层析成像、星系-星系透镜层析成像和红移空间多极子功率谱(四极和四极)进行了综合分析。我们限制星系-星系透镜和多极功率谱测量的重叠区域与KiDS,并自洽地计算使用一个大套件的$N$体模拟不同的观测值之间的完整协方差。我们系统地分析了观测量的不同组合,发现星系-星系透镜测量在改善内在排列幅度的约束方面特别有用(30%,基准数据分析中$3.5σ$为阳性),而多极功率谱在收紧沿透镜简并方向的约束方面是有用的(例如,在基准分析中的两个更强的物质密度约束的因子)。对$S_8 \equiv σ_8 \sqrt{Ω_{\rm m}/0.3} = 0.742 \pm 0.035$的完全组合约束,与单独KiDS相比提高了20%,对应于与普朗克的$2.6σ$不一致,并且不受拟合到更保守的尺度集的显著影响。考虑到参数空间的紧缩,我们无法解决与扩展宇宙学的不一致,而扩展宇宙学在模型选择意义上同时受到青睐,包括中微子质量的总和、曲率、演化的暗能量和修正的引力。我们的观测量的互补性允许修改后的重力自由度的约束,不同时绑定与任何单独的探针,并高达三个因素的改进,在$S_8$约束的扩展宇宙学相比,单独KiDS。
2017-11-08 astro-ph.CO
Weak lensing corrections to tSZ-lensing cross correlation
最近测量了宽场热Sunyaev-Zeldovich(tSZ)效应与引力透镜之间的互相关。它可以用来探测大尺度结构中扩散气体的分布,也可以告诉我们丢失的重子。对于任何基于透镜效应的量,高阶透镜效应可能会影响信号。在这里,我们将以前的高阶透镜计算的情况下,TSZ透镜互相关。我们得到的条款类似于由于玻恩近似,透镜透镜耦合,并减少剪切到四阶牛顿势的修正。红移失真和矢量模式被证明是可以忽略不计,在这个顺序。我们发现,主要的修正,由于减少剪切超过的水平,只有在多极$\ell \gtrsim 3000$。
2014-11-07 astro-ph.CO
Angular complexity in strong lens substructure detection
本文研究强透镜模型中多极扰动引起的角向复杂度对暗物质子晕探测的影响,发现百分之一量级的多极扰动会使可探测区域缩小至三分之一并导致大量假阳性,但不会显著改变强透镜对暗物质模型的约束能力。
2024-01-12 astro-ph.CO
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
Elliptical multipoles for gravitational lenses
本文指出圆形多极子不适用于非近圆透镜星系轮廓,提出适用于任意轴比的椭圆多极子并在 lenstronomy 中实现,模拟显示其流量比扰动通常更小。
2025-05-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Three-dimensional weak gravitational lensing of the 21-cm radiation background
在三维弱引力透镜理论中,我们利用21厘米辐射背景的宇宙大尺度结构研究了弱引力透镜。详细分析了有限分辨率下测量的源距、能见度和透镜项之间的相互作用,并导出了总协方差$C_{\ell}(k,k')$。透镜效应通过卷积将不同的多极子关联起来,打破了21厘米辐射背景的统计均匀性。可以利用这种均匀性破坏来借助于二次估计器重建透镜场$\hatϕ_{\ell m}(κ)$和噪声透镜重建$N_{\ell}^{\hatϕ}$。与实际测量过程相关的效应(红移精度和可见度项)会使总协方差$C_{\ell}(k,k')$的非对角项的值发生剧烈变化。预计探测21厘米辐射背景上的透镜效应将需要进行敏感的研究,并通过未来的低频无线电阵列进行高分辨率观测,如SKA调查。
2022-05-07 astro-ph.CO
The skewed weak lensing likelihood: why biases arise, despite data and theory being sound
我们通过一个简单的分层模型推导出了倾斜弱透镜似然的本质。我们的可能性通过四个客观和宇宙学独立的测试,一个标准的高斯可能性失败。我们证明,声音弱透镜分析自然偏低,这并不表明任何新的物理,如偏离$Λ$ CDM。从数学上讲,偏差的出现是因为噪声两点函数遵循偏斜分布。这种形式的偏差已经从CMB分析中得知,其中低多极具有不对称的误差条。弱透镜效应更强烈地受到这种不对称性的影响,因为星系形成了一组离散的剪切示踪粒子,与光滑的剪切场相反。我们证明,偏差可以高达30%的标准差每个数据点,依赖于弱透镜调查的属性。我们的可能性提供了一个通用的框架,以解决这种偏见,在未来的弱透镜分析。
2017-12-13 astro-ph.CO
An optimal survey geometry of weak lensing survey: minimizing super-sample covariance
即将进行的广域弱透镜观测在时间和成本上都很昂贵,需要最佳的观测设计,以便从固定的可用望远镜时间中获得最大的科学回报。超样本协方差(SSC),这是由不可观测的模式,大于调查的大小,显着降低了弱透镜功率谱测量的统计精度,即使是在广域调查。使用1000模拟实现的对数正态模型,它近似的弱透镜场的$Λ$为主的冷暗物质模型,我们研究了一个最佳的调查几何形状,以尽量减少SSC污染的影响。对于具有固定勘测区域的连续勘测几何形状,更细长的几何形状(诸如边长比为1:400的矩形形状)减小SSC效应,并且与紧凑的几何形状(诸如正方形或圆形)相比,允许功率谱测量的累积信噪比($S/N$)提高到$\ell_{\rm max}\simeq $几个$10^3$。当我们允许测量几何不连续但总面积固定时,假设$1\times 1$ sq.度面片作为测量覆盖区的基本构建块,最佳策略是以$\sim 15$度间隔定位面片。该分离角对应于两点关联函数具有负最小值的尺度。最佳配置允许在有效区域覆盖中的因子100增益以及在高多极处的$S/N$中的因子2.5改进,从而产生比紧凑几何结构中更宽的多极覆盖。
2014-09-02 astro-ph.CO
Weak lensing with 21cm intensity mapping at $z \sim 2-3$
我们研究如何21厘米强度映射可以用来测量引力透镜在很宽的红移范围。这可以将弱透镜测量扩展到比传统星系调查更高的红移。我们构造了一个收敛估计器,考虑到星系的离散性,并计算了预期的噪声水平作为红移和望远镜参数的函数。在$z \sim 2-3$中,我们发现,如果望远镜阵列的收集面积$\sim 0.2 \, {\rm km}^2$分布在直径为$\sim 2 \, {\rm km}$的区域上,那么对于10到1,000之间的多极子来说,它就足以高精度地测量会聚功率谱。我们表明,这些测量可以用来约束相互作用的暗能量模型。
2013-11-18 astro-ph.CO
Super-Sample CMB Lensing
透镜的CMB的模式是大于调查的大小膨胀的内在尺度的温度和偏振场和相干移动其观察到的功率谱相对于合奏或全天平均。该效应可以简单地封装为根据透镜三谱对功率谱协方差矩阵的贡献,或者封装为用于参数估计的附加参数,即场的平均收敛。它应该包括在即将进行的调查,精确测量声极化功能深入阻尼尾巴在多极$\ell \gtrsim 1500$与小于$10\%$的天空。它的遗漏可能会导致看似矛盾的值的角度尺度的声音视界,然后可能会提供错误的宇宙学参数相比,重子声学振荡测量。
2014-01-30 astro-ph.CO
Statistical challenges in weak lensing cosmology
宇宙弱透镜是宇宙学的有力探索。在这里,我们解决一个最基本的,弱透镜宇宙学中固有的统计问题:我们是否可以恢复初始的高斯信息内容的大尺度结构通过结合弱透镜观测,这里集中在弱透镜功率谱和双谱。为了解决这个问题,我们充分考虑到不同的多极子的功率谱和不同的三角形配置的双谱之间的相关性,从有限区域的调查测量。特别是,我们表明,超级调查模式的长度尺度大于或相当于调查的大小,导致显着的样本方差弱透镜相关性通过模式耦合与子调查模式,由于非线性引力集群-所谓的超级样本方差。本文首先讨论了超样本方差的来源,然后研究了弱透镜关联函数在三点水平上所包含的信息量。
2014-07-12 astro-ph.CO
Effect of Our Galaxy's Motion on Weak Lensing Measurements of Shear and Convergence
在这项工作中,我们调查的影响,弱透镜剪切和收敛测量由于我们的银河系的运动引起的洛伦兹助推扭曲。虽然从洛伦兹提升到一阶的图像中没有引起椭圆率,但图像被放大。这影响了10%水平的推断收敛,并且对于收敛功率谱C κκ中的低多极和具有大天空覆盖范围的调查(如LSST和DES)最为显著。仅对天空的一小部分成像并且在l > 5处收敛功率谱确定的实验可以安全地忽略对β中的一阶的增强效应。
2013-02-04 astro-ph.CO
Quadratic estimators for unwindowed power spectrum of galaxy-galaxy weak lensing and its application to $P_{\rm gm}(k)$ estimation
本文提出一种校正巡天窗效应、基于FFT的星系-星系弱透镜$E/B$模角功率谱二次估计器,并将其扩展至多红移切片的$P_{\rm gm}(k)$估计及最优加权。
2025-07-24 astro-ph.CO
The effect of Limber and flat-sky approximations on galaxy weak lensing
本文综述了常用的Limber近似和平天近似在计算星系弱透镜剪切功率谱和关联函数中的作用。这些近似在小尺度下是准确的,但最近有人声称,它们对低多极子的影响可能会导致从CFHTLenS等调查中推断的质量波动幅度增加,从而减少星系弱透镜效应与普朗克从宇宙微波背景观测中确定的幅度之间的紧张关系。在这里,我们探讨这些近似的宇宙学参数来自弱透镜调查的影响,使用CFHTLenS数据作为测试案例。我们的结论是,使用小角度近似的宇宙学参数估计是可以忽略不计的当前数据,并没有有助于当前的弱透镜调查和普朗克之间的紧张关系。
2017-04-04 astro-ph.CO
Cluster Weak Gravitational Lensing
背景星系的弱引力透镜是研究星系团中物质分布的一种独特而直接的方法。本文综述了星系团弱引力透镜的几个重要方面,以及在测量星系团透镜轮廓和约束星系团结构参数方面的最新进展。
2010-03-25 astro-ph.CO
Cosmology from weak lensing of CMB
宇宙微波背景(CMB)的弱透镜效应导致CMB各向异性的空间斑图发生畸变,CMB各向异性的统计特性成为弱非高斯场。首先总结了标量、矢量和张量扰动对CMB的弱透镜效应。然后,我们重点讨论了透镜效应对CMB统计量的影响以及偏转角及其功率谱的估计方法。最后,我们总结了最近的观测进展和未来的展望。
2014-03-14 astro-ph.CO
Information content of weak lensing power spectrum and bispectrum: including the non-Gaussian error covariance matrix
我们解决的信息量在非高斯制度的弱透镜调查建模的功率谱和双谱的所有相关协方差,使用1000射线跟踪模拟实现的λ-CDM模型和分析晕模型。我们发展了一种形式化的描述所有三角形配置的功率谱和双谱的协方差矩阵。除了已知的贡献,扩展到六点关联函数,我们提出了一个新的贡献“晕样本方差(HSV)”所产生的耦合透镜傅立叶模式与大规模的质量波动的规模可比的调查区域通过晕偏置理论。我们表明,一旦我们考虑到HSV的模型预测是在良好的协议与模拟。在多极子l > 10^3时,HSV对协方差矩阵的贡献占主导地位,这是由质量大于10^14太阳质量且相对较低红移z < 0.4的大质量晕产生的。由于这种晕圈很容易从多色成像测量中识别出来,因此可以从数据中估计其影响。通过在功率谱中加入双谱,总的信息量或累积信噪比可提高20%~ 50%,最高可达10^3的某个最大多极,这相当于仅用功率谱测量就可将测量面积扩大1.4--2.3倍。然而,它仍然比高斯场的情况小3倍,主要是由于HSV。因此,双谱测量对宇宙学是有用的,但使用即将到来的调查的信息需要仔细估计非高斯协方差。
2013-07-16 astro-ph.CO
Constraining neutrino mass with tomographic weak lensing peak counts
大质量宇宙中微子通过抑制小尺度上的微扰而改变了结构的形成历史。来自星系巡天的弱透镜数据探测了结构演化,从而可以用来约束三个活跃中微子的总质量。然而,许多信息是在小尺度上的动态是非线性的。因此,传统的方法与二阶统计量无法完全提取的信息在透镜领域。在本文中,我们研究的中微子质量总和的限制,使用透镜峰计数,统计捕获非高斯信息超过二阶。我们使用来自宇宙学大质量中微子模拟(MassiveNuS)的射线跟踪弱透镜模拟,并应用LSST类噪声。我们讨论了红移层析成像,多极截止$\ell_{\rm max}$的功率谱,平滑规模的峰值计数,和不同高度的峰值的约束的影响。我们发现,结合峰值计数与传统的透镜功率谱可以改善约束中微子质量和,$Ω_m$,和$A_s$,分别为39%,32%和60%,从功率谱单独。
2018-10-03 astro-ph.CO
Weak lensing by voids in weak lensing maps
宇宙空洞是研究宇宙大尺度结构的重要探针,可以约束宇宙学参数,检验宇宙学模型。我们提出了一个新的空研究范式:弱透镜收敛映射中的空检测。这种方法确定的对象,直接关系到我们的理论理解的空隙在总物质场的密度不足,并提出了几个优势相比,在星系分布中找到空隙的习惯方法。我们通过使用弱透镜峰作为大尺度结构的示踪剂来识别空隙来验证这种方法。我们发现自相似性的空隙丰度在一个范围内的峰值信噪比选择阈值。通过这种方法获得的空隙给出了比星系分布中确定的空隙大$\sim40$倍的切向剪切信号。
2018-07-20 astro-ph.CO
Intrinsic alignments and 3d weak gravitational lensing
在本文中,我们将展示如何内在的对齐可以纳入一贯的形式主义的三维弱透镜。我们使用两种不同的描述的内在星系椭圆,所谓的线性和二次模型,分别。对于这两个模型,我们推导出的内在的对齐信号(II-对齐)和GI-对齐(内在和透镜引起的椭圆的互相关)的协方差矩阵。数值计算线性模型的协方差矩阵,并将结果与宇宙切变信号进行比较,我们发现,对于低红移的调查,总协方差矩阵主要由II-对齐的贡献。对于欧几里德一样的调查II-对齐仍然占主导地位的GI-对齐,但他们是一个以上的数量级小于透镜信号。椭圆率协方差矩阵的形状在k-k '平面上是完全不同的,一方面是宇宙剪切,另一方面是内在的排列。与透镜化相比,两种对准类型倾向于沿着对角线k= k '相当细长。此外,对于高多极子(1 ~ 100)的内在排列强烈集中沿对角线。
2013-06-27 astro-ph.CO
Measuring weak lensing masses on individual clusters
我们提出了弱透镜质量估计的样本458星系团的redMapPer斯隆数字巡天DR 8目录使用超Suprime-Cam弱透镜数据。我们开发了一种方法来快速估计集群质量从弱透镜剪切,并使用这种方法来估计弱透镜质量为我们的样本中的每个星系团。随后,我们约束的质量丰富度的关系,以及集群丰富度和测量的弱透镜质量之间的内在散射。当计算所有具有丰富度$λ>20$的星系团的质量丰富度关系时,我们发现质量丰富度关系的斜率与暗能量巡天第1年堆叠的弱透镜分析存在张力。对于具有丰富度$λ>40$的集群的减少的样本,我们的结果与暗能量调查第1年的分析是一致的。
2022-04-05 astro-ph.CO
The Wendelstein Weak Lensing (WWL) pathfinder: Accurate weak lensing masses for Planck clusters
本文介绍了Wendelstein弱透镜(WWL)探路者项目的结果,在该项目中,我们利用Wendelstein天文台的2 m Fraunhofer望远镜上的新型30' $\times 30$ '宽视场成像仪观测了三个中等红移的普朗克星系团。我们调查存在的偏见,在我们的剪切目录,并估计其对我们的弱透镜质量估计的影响。总的校准不确定性取决于星系团的红移,对于$z \approx 0.27-0.77$,不确定性低于8.1%-15%。随着背景样本选择和剪切偏置校正方法的改进,该误差将减小。我们提出了第一个弱透镜质量估计PSZ 1 G109.88+27.94和PSZ 1 G139.61+24.20,两个SZ选择的集群候选人。根据Wendelstein色和SDSS测光,我们发现PSZ 1 G109.88+27.94的红移必须修正为$z \approx 0.77$。我们研究了视线结构对弱透镜质量估计的影响,并在PSZ 1 G109.88+27.94和PSZ 1 G186.98+38.66的每个领域中找到了两组的上限。我们比较我们的结果SZ和动力学质量估计从文献中,并在PSZ 1 G186.98+38.66的情况下,以前的弱透镜质量估计。我们的结论是,我们的探路者项目表明,弱透镜集群质量可以准确地测量与2米夫琅和费望远镜。
2018-06-27 astro-ph.CO
Prospects for weak lensing studies with new radio telescopes
我概述了现在和将来使用新一代射电望远镜进行弱透镜研究的前景。我包括一个建议的技术,使用偏振观测无线电弱透镜分析,可以证明是非常有用的去除污染信号的内在对齐的描述。最终,平方公里阵列有望成为一个特殊的仪器进行弱透镜研究,由于高分辨率,大面积的调查,它将执行。在近期,英国的e-MERLIN仪器提供了证明无线电波段弱透镜技术所需的高灵敏度和亚弧秒分辨率。我描述的SuperCLASS调查-最近接受的电子MERLIN遗产计划,将进行开创性的无线电弱透镜分析的超星系团。
2012-06-20 astro-ph.CO
Anisotropic strong lensing as a probe of dark matter self-interactions
本研究利用强透镜中视线晕产生的偶宇称与奇宇称四极矩,区分视线晕和子结构,并探测暗物质自相互作用截面的强度及速度依赖性。
2023-11-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Subaru Weak Lensing Measurements of Four Strong Lensing Clusters: Are Lensing Clusters Over-Concentrated?
我们推导出径向质量配置文件的四个强透镜选定的集群,显示突出的巨弧(阿贝尔1703,SDSS J1446+3032,SDSS J1531+3414,和SDSS J2111-0115),通过结合详细的强透镜模型与弱透镜剪切测量深斯巴鲁Suprime-cam图像。弱透镜信号检测在所有四个集群,其红移范围从z=0.28至0.64的高意义。我们表明,添加强透镜信息与已知的弧红移显着提高质量密度分布的约束,相比,从弱透镜单独获得。虽然质量分布与LCDM模型的N体模拟中预测的通用形式很好地拟合,但所有四个簇似乎比理论预测稍微更集中(浓度参数c_vir \sim 8),即使在考虑了透镜选择样品中固有的较高浓度的偏倚之后。我们的研究结果是一致的,与以前的研究,同样检测到的浓度过剩,并增加了集群的总数与相结合的强,弱透镜技术研究到10。结合我们的样本与以前的工作,我们发现,具有较大的爱因斯坦半径的集群更密集。我们还提出了一个详细的透镜星系团A1703的模型,从多个图像家庭的约束,并发现暗物质内部密度轮廓是尖的斜率一致的-1,与预期一致。
2009-04-30 astro-ph.CO
Modeling of weak lensing statistics. II. Configuration-space statistics
我们调查的3D物质分布的分析模型,它结合了微扰理论与晕模型,弱透镜组态空间统计的性能。我们比较了我们的预测弱透镜收敛的两点和三点关联函数的数值模拟和拟合公式在以前的工作。我们还考虑了二阶和三阶矩的平滑收敛和孔径质量。在我们以前的研究傅立叶空间弱透镜统计,我们发现,我们的模型更好地同意模拟比以前公布的拟合公式。此外,我们恢复了这些弱透镜统计对宇宙学的依赖性,我们可以描述多尺度矩。这种方法使我们能够获得这些集成弱透镜统计和各种贡献的基础3D密度波动,微扰,两个晕,或一个晕项分解之间的定量关系。
2012-05-22 astro-ph.CO
Weak gravitational lensing with the Square Kilometre Array
我们调查的SKA的各个阶段的能力,执行世界领先的弱引力透镜调查。我们概述了一个前进的道路,以发展所需的工具,追求弱透镜在无线电频段。我们确定了关键的分析挑战和关键的探路者实验,这将使我们能够在SKA之前解决这些问题。我们确定并总结了独特的和潜在的非常强大的方面,无线电弱透镜调查,促进SKA,可以解决弱透镜领域的重大挑战。这些包括使用偏振和旋转速度信息来控制内在的对齐,以及使用强度映射实验的弱透镜的新领域。我们展示了如何SKA透镜调查将补充和加强相应的努力,在光学波段通过互相关技术,并通过扩展范围的弱透镜高红移。
2015-01-15 astro-ph.CO
Why weak lensing cluster shapes are insensitive to self-interacting dark matter
我们研究了从弱引力透镜推断的星系团的形状是否可以用来检验暗物质的性质。我们分析模拟弱透镜数据,从两个不同的暗物质模型(CDM和SIDM)运行的宇宙学模拟中提取的引力透镜。我们拟合椭圆形NFW配置文件的模拟集群的剪切场。尽管CDM和SIDM之间的3D形状的分布有很大的差异,我们发现,弱透镜推断的集群形状的分布几乎是不可区分的。我们将这种信息丢失归因于两个原因。首先,弱透镜测量投影质量分布的形状,而不是基本的3D形状,投影效果会消除一些差异。其次,弱透镜效应对星系团的投影形状最敏感,在接近维里半径(~ 1.5 Mpc)的尺度上,而SIDM形状与内晕中的CDM最不相同。我们介绍了一个模型的质量分布的星系团的质量分布的椭圆率可以随距离的集群的中心。虽然这种质量分布并不能使弱透镜数据区分CDM和SIDM与集群形状(在小半径的椭圆率是弱透镜约束不良),它可能是有用的,当建模结合集群的强和弱引力透镜。
2022-10-24 astro-ph.CO
Statistical connection of peak counts to power spectrum and moments in weak lensing field
弱透镜场局部极大值的数密度,称为弱透镜峰计数,可以作为宇宙学探针。然而,它的相关宇宙学信息仍然不清楚。通过1000次光线追迹模拟,研究了弱透镜场中峰值计数与其它统计量之间的关系。我们构造了一个从透镜场$\cal K$到一个新的高斯场$y$的局部变换,称为局部高斯化变换。我们用数值模拟的方法对变换进行了校准,使得$\cal K$的一点分布和功率谱可以从单个高斯场$y$和$\cal K$之间的单调关系中再现出来.因此,在局域高斯变换下,两点聚类的正确信息和弱透镜场中的任意阶矩都应保持不变。然后,我们研究如果本地高斯变换可以预测弱透镜峰计数模拟。局部高斯化变换不足以解释在没有形状噪声的情况下的弱透镜峰计数。通过局部高斯化变换的预测在宽范围的峰高上低估了具有$\sim20-30\%$水平的模拟峰计数。在形状噪声存在的情况下,局域高斯变换可以以$\sim10\%$的精度预测弱透镜峰计数。我们的分析表明,功率谱及其时刻以外的宇宙学信息将是必要的预测弱透镜峰计数与一个水平的精度,这是一个预期的统计不确定性,在即将到来的宽视场星系调查。
2016-11-28 astro-ph.CO
Cosmological constraints from Subaru weak lensing cluster counts
我们目前的结果弱透镜集群计数从11平方度SuprimeCam数据。虽然面积比以前处理弱透镜峰值统计的工作小得多,但可用于弱透镜分析的星系的数量密度大约是那些的两倍。较高的星系数密度降低了弱透镜质量图中的噪声,从而增加了由于大质量星系团而导致的透镜信号峰值的信噪比。这使得我们能够通过采用高阈值S/N来构造弱透镜选择聚类样本,使得由于假信号引起的污染率很小。我们发现6个峰的S/N>5。对于所有的峰值,以前确定的星系团是在1弧分的分离匹配,表现出良好的对应关系的峰值和星系团之间。我们使用模拟弱透镜数据评估统计误差,并且发现在9.0平方°的有效区域中Npeak=6+/-3.1。我们比较了测量的弱透镜团簇计数与基于晕模型的理论模型预测,并将约束放置在Omega_m-sigma_8平面上,发现这与当前标准的LCDM模型一致。结果表明,弱透镜团数对σ_8-c_0平面具有唯一的约束,其中c_0是暗物质晕质量-浓度关系的归一化。最后,我们讨论了正在进行的/未来的宽视场光学星系调查的前景。
2015-03-06 astro-ph.CO
Weak gravitational lensing
根据广义相对论的理论,质量以类似于凸玻璃透镜的方式使光偏转。这种引力透镜效应是不对称的,导致图像失真。这些扭曲允许在广泛的尺度上对宇宙结构进行统计量化,并绘制暗物质和可见物质的空间分布图。我们总结了弱引力透镜的理论和评论的应用星系,星系团和宇宙中的大尺度结构。
2016-12-20 astro-ph.CO
Cosmological test of gravity using weak lensing voids
对广义相对论(GR)的修改通常包含筛选机制,以便与现有的重力测试保持兼容。在密度不足的区域,屏蔽的效率较低,这表明宇宙空洞可以成为一个有用的宇宙学探测器,用于约束修正的引力模型。特别是,弱透镜的空隙已被提出作为一个有前途的测试这样的理论。通常,空洞是从星系分布中识别出来的,使它们成为底层物质场的有偏示踪剂。另一种方法是研究弱透镜图中识别的空洞--弱透镜空洞--已被证明更好地对应于真正的低密度区域。在本文中,我们研究了弱透镜空洞的能力,以检测签名的修改重力。通过对空洞丰度和弱透镜分布的研究,我们发现这两种统计量都是引力的敏感探针。这些都是量化的信噪比(SNR)的LSST类调查将能够区分不同的重力模型。我们发现,弱透镜空洞的切向剪切剖面是相当好的比星系空洞在这一点上,虽然空洞的信噪比略低于弱透镜峰。对于LSST类勘测中的一种流行的修正重力,空洞和峰值的丰度分别为$\rm{SNR} = 50$和$70$。
2019-10-16 astro-ph.CO
Weak lensing of the CMB
宇宙微波背景(CMB)是研究引力透镜的独特来源。它在整个天空中延伸,部分偏振,位于z=1100的极端距离,被认为具有高斯随机场的简单基本统计。在这里,我们回顾了宇宙微波背景辐射的弱透镜,强调了它与其他来源(例如星系)的弱透镜的区别。我们讨论了重映射CMB的透镜偏转场的统计特性,以及相应的功率谱效应。然后,我们专注于重建透镜偏转的方法,描述有效的二次最大似然估计和delensing。最后,我们回顾了最近的探测和观测前景。
2009-11-03 astro-ph.CO
The Sloan Nearby Cluster Weak Lensing Survey
我们描述并提出了斯隆数字巡天(SDSS)中的一个弱透镜巡天($\rm{z}\lesssim0.1$)星系团的初步结果。在第一次研究中,星系团是从\citet{miller05}和\citet{berlind06}的SDSS光谱星系团目录中选择的。我们报告了七个单独的低红移星系团弱透镜测量结果,包括:A2048,A1767,A2244,A1066,A2199,和两个星系团特别确定的C4算法。我们对SDSS中邻近星系团的弱透镜观测计划最终将覆盖$\sim 200$星系团,这是迄今为止对单个星系团进行的最大规模的弱透镜观测。
2009-08-11 astro-ph.CO
Constraining $f(R)$ Gravity Theory Using Weak Lensing Peak Statistics from the Canada-France-Hawaii-Telescope Lensing Survey
在这封信中,我们报告的观测约束的胡-Sawicki $f(R)$理论来自弱透镜峰丰度,这是密切相关的质量函数的大规模晕。与使用光学或x射线星系团的研究相比,弱透镜峰分析具有不依赖于质量重子可观测校准的优点。从加拿大-法国-夏威夷望远镜透镜调查的观察,我们的峰值分析引起了严格的约束模型参数$|f_{R0}|$的$n=1$。考虑到$(Ω_{\rm m}, A_{\rm s})$的WMAP 9先验,$95\%$ CL限度为$\log_{10}|f_{R0}| < -4.82$。用普朗克15先验,相应的结果是$\log_{10}|f_{R0}| < -5.16$。
2016-08-03 astro-ph.CO
Can third- and fourth-order multipoles plus radial variation of iso-density ellipses explain the observed flux ratios in B1422$+$231? YES, and a lesson learned from a TNG100 lensing galaxy sample
Tsinghua University(清华大学);Alma Mater Studiorum Università di Bologna(博洛尼亚大学);STAR Institute(STAR研究所);INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna(博洛尼亚天文物理与空间科学国家研究院);INFN – Sezione di Bologna(意大利国家核物理研究所博洛尼亚分部);Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago(芝加哥大学卡弗里宇宙物理学研究所);Department of Astronomy and Astrophysics, University of Chicago(芝加哥大学天文学与天体物理系)
以B1422+231为案例,研究非椭圆形状扰动(多极矩和径向变化)对图像位置和流量比的影响。从TNG100模拟提取扰动,用光滑宏观模型拟合,分析不同精度下扰动对模型拟合的作用,得出关于模型灵活性和简并性的经验。
2026-10-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining Primordial Magnetic Fields with Weak Lensing
SISSA - International School for Advanced Studies(国际高等研究院);INFN – National Institute for Nuclear Physics(意大利国家核物理研究所);IFPU, Institute for Fundamental Physics of the Universe(宇宙基础物理研究所);INAF, Osservatorio Astronomico di Trieste(的里雅斯特天文台);ICSC - Italian Research Center on High Performance Computing, Big Data and Quantum Computing(意大利高性能计算、大数据和量子计算研究中心)
本研究通过弱引力透镜会聚功率谱约束原初磁场,构建仿真器并利用MCMC分析,对磁场振幅和谱指数给出上限并揭示参数简并。
2026-10-02 astro-ph.CO
Image simulations for strong and weak gravitational lensing
引力透镜已被确定为解决不同尺度天体物理学基本问题的有力工具,从系外行星识别到宇宙学中的暗能量和暗物质表征。图像模拟在实现引力透镜的全部潜力方面发挥了重要作用,它提供了一种解决系统误差表征、管道测试、校准分析、代码验证和模型开发等需求的方法。本文综述了强、弱引力透镜中图像模拟的产生和应用
2020-03-16 astro-ph.CO
Weak lensing, dark matter and dark energy
弱引力透镜正迅速成为研究宇宙中暗物质和暗能量的主要手段之一。在这篇简短的评论中,我们概述了弱透镜如何帮助确定暗物质晕的结构,测量宇宙的膨胀率,并区分修正引力和暗能量对宇宙加速的解释。我们还讨论了控制系统误差的要求,使系统学不明显降低弱透镜作为宇宙学探测器的功率。
2010-08-24 astro-ph.CO
Measuring the mass distribution of voids with stacked weak lensing
我们研究了利用叠加弱透镜测量空洞的暗物质分布的前景。我们从大量的$N$体模拟中选择空隙,并利用完整的光线跟踪模拟来探索它们的透镜信号,包括沿视线的大尺度结构的影响。透镜信号与简单的空隙模型预测进行比较,以推断空隙的三维质量分布。我们发现,堆叠的弱透镜信号被检测到在显着的水平(S/N $\geq5$)为5000度$^2$调查区,为一个广泛的空隙半径高达$\sim50$ Mpc。在大尺度下,来自星系形状噪声的误差对透镜信号的影响很小。还发现,密集的脊周围的空隙有一个很大的影响,弱透镜信号,这表明适当的建模的空隙密度分布,包括周围的脊是必不可少的提取平均总underdens质量的空隙。
2013-03-24 astro-ph.CO
Fast modeling of the shear three-point correlation function
本文提出基于双谱多极展开的剪切三点相关函数快速计算方法,可在单/四红移 bin 下以 5% 精度分别于 10/40 秒完成计算,并支持三阶孔径质量统计,为弱透镜三阶统计宇宙学分析提供高效工具。
2024-07-01 astro-ph.CO
An empirical method for mitigating an excess up-scattering mass bias on the weak lensing mass estimates for shear-selected cluster samples
对弱透镜星系团质量估计的过度上散射质量偏差是一种统计偏差,即在统计意义上,星系团的观测弱透镜质量($M_{\rm obs}$)大于其真实质量($M_{\rm true}$),因为在弱透镜星系团剪切剖面中,由于随机噪声,上散射的机会比下散射的机会更大。这种非对称散射概率是由随质量增加而单调减小的团簇质量函数引起的。我们研究了这种偏差(定义为$b=M_{\rm obs}/M_{\rm true}$)在弱透镜剪切选择的集群,并提出了一个经验方法来减轻它。在这样做,我们进行了标准的弱透镜质量估计的现实模拟集群,并发现,弱透镜质量估计的基础上,标准的$χ^2$分析给出了一个统计上正确的置信区间,但得到的最佳拟合质量偏高的平均。我们的校正方法使用的框架,标准的贝叶斯统计与先验的概率分布的集群质量和浓度参数从最近的经验模型。我们测试我们的校正方法使用模拟弱透镜集群,并发现该方法工作良好,得到的校正$M_{\rm obs}$ -bin平均质量偏差接近统一的$\sim 10$百分比。我们将校正方法应用于Hamana等人(2020)的弱透镜剪切选择的集群样本,并给出了偏差校正的弱透镜集群质量。
2023-02-08 astro-ph.CO
Weak lensing in non-statistically isotropic universes
双极球谐函数(BipoSH)是研究非统计各向同性宇宙中CMB两点关联函数的基础。在这个基础上的膨胀系数是一个众所周知的CMB角功率谱的概括,并包含完整的信息的非SI,但高斯随机CMB天空的统计特性。我们用这些系数来描述非SI宇宙中CMB光子的弱透镜效应。最后,我们证明了在各向同性极限下,结果退化为标准的弱透镜结果。
2015-06-29 astro-ph.CO
Weak lensing of large scale structure in the presence of screening
许多替代广义相对论的理论都在结构形成的非线性区域中展示了引力屏蔽。我们描述了一套算法,可以产生弱透镜映射的大尺度结构在这样的理论,并可用于产生模拟调查的宇宙学分析。通过分析几个基本的统计数据,我们指出这些替代品可以区分与广义相对论与未来的弱透镜调查。
2015-10-14 astro-ph.CO
IDCS J1426.5+3508: Weak Lensing Analysis of a Massive Galaxy Cluster at $z=1.75$
我们在$z=1.75$对星系团IDCS J1426.5+3508进行了弱透镜研究,该星系团是已知红移最高的强透镜星系团,也是迄今为止进行过弱透镜分析的最远的星系团。使用F160 W,F814 W,和F606 W的观测与哈勃太空望远镜,我们发现切向剪切在$2σ$的意义。将Navarro-Frenk-White质量分布与理论中值质量浓度关系拟合到剪切,我们得到质量$M_{200,\mathrm{crit}}=2.3^{+2.1}_{-1.4}\times10^{14}$ M $_{\odot}$。这个质量与之前根据Sunyaev-Zel'dovich(SZ)效应、X射线和强透镜效应估计的质量一致。该集群位于低红移观测到的局部SZ-弱透镜质量标度关系上,表明这种关系的演化最小。
2016-01-29 astro-ph.CO
Ellipticity of Brightest Cluster Galaxies as tracer of halo orientation and weak-lensing mass bias
对星系团质量的弱透镜测量通常基于球对称密度分布的假设。然而,冷暗物质模型预测暗物质晕的形状是三轴的。晕三轴性,以及主轴相对于视线的方向,预计是弱透镜质量测量中固有散射的主要原因。星系团中央星系(Brilliant Cluster Galeries; BCGs)的形状被认为是遵循暗物质晕的形状。在这里,我们调查使用BCG椭圆率作为预测的弱透镜质量偏差在个别集群相比,平均值。使用弱透镜质量$M^{\rm WL}_{500}$从称重巨人项目,和$M_{500}$来自气体质量作为低散射质量代理,我们发现,平均而言,与平均值相比,具有最圆/最椭圆25%的BCGs的集群的透镜质量偏高/低$\sim 20$ %,定性预测的冷暗物质模型。对于利用弱透镜质量估计的星系团宇宙学项目,BCG的形状可以提供有用的信息,对弱透镜质量估计中的取向偏差以及星系团选择偏差的影响。
2019-10-17 astro-ph.CO
The origin of peak-offsets in weak-lensing maps
在弱透镜质量图中确定的峰值的质心位置通常显示出相对于其他识别晕中心的方法的偏移,例如最亮的星系团或X射线发射质心的位置。在这里,我们研究了投影的大尺度结构(LSS),平滑的质量图,和形状噪声的弱透镜峰位置的效果。此外,我们将质量图中的偏移量与参数模型拟合中的偏移量进行比较。使用射线跟踪模拟通过千年运行$N$体模拟,我们发现,投影LSS不改变我们的模拟的空间分辨率的限制内的弱透镜峰的位置,这超过了典型的弱透镜地图的分辨率。我们的结论是,预计LSS,虽然一个主要的污染物弱透镜质量估计,是不是一个来源的混乱,确定晕中心。文献中通常报告的偏移是由形状噪声和平滑单独的组合引起的。这对于从质量贴图和模型拟合导出的质心位置都是正确的。
2011-10-12 astro-ph.CO
New highly precise weak gravitational lensing flexions measurement method based on ERA method
弱引力透镜弯曲是一种弱透镜畸变,定义为引力透镜势的三阶导数的自旋1和自旋3的组合。由于剪切具有二阶导数的自旋2组合,因此屈曲信号给出了与剪切信号部分独立的信息,并且比剪切信号对局部质量分布更敏感。因此,它的测量有望在观测宇宙学中发挥重要作用。然而,由于屈曲信号的微弱性以及其固有噪声的复杂性使得其精确观察非常困难。本文提出了一种新的测量屈曲信号的方法,即ERA方法,它是一种测量弱透镜剪切的方法,不需要任何近似。我们发现两个特定的组合的弯曲,提供的数量,只有透镜信息和自由的内在噪声时,采取平均。通过简单的数值模拟证实,这些组合的统计平均值实际上不依赖于固有失真的强度。
2021-11-22 astro-ph.CO
Weak Lensing Results of the Merging Cluster A1758
在这里,我们提出了A1758的弱透镜效应的结果,这是已知的,包括四个子集群经历两个独立的合并,A1758 N和A1758 S。A1758 N的弱透镜效应结果与之前对1 E0657 -558(子弹星系团)和MACS J0025.4-1222的弱透镜效应结果一致,后者的X射线气体成分被发现与其星系团的引力势在很大程度上分离。A1758 N的几何结构与先前公布的合并不同,因为它的一个X射线峰覆盖了相应的引力势,而另一个X射线峰与它的星系团的引力势分离得很好。两个北星系团的弱透镜质量峰在2.5 σ水平上分离。我们估计A1758 N星系团的总质量为2.2+/-0.5 10 ^15 M_sun,r_200=2300(+100/-130)kpc。我们还检测到七个强透镜候选者,其中两个可能提供的信息,将提高质量测量的A1758 N。
2011-11-30 astro-ph.CO
Modeling of weak lensing statistics. I. Power spectrum and bispectrum
我们调查的3D物质分布的分析模型,它结合了微扰理论与晕模型,弱透镜统计的性能。我们比较我们的预测弱透镜收敛功率谱和双谱与数值模拟和拟合公式在以前的工作中提出的。我们发现,该模型提供了更好的协议与模拟比公布的拟合公式。这表明,建立在系统和物理动机的模型是一个很有前途的方法。此外,这明确了弱透镜统计和三维物质分布的基本属性之间的联系,作为尺度$\ell$的函数。因此,我们获得了微扰项(完整到一个环路)和非微扰项(例如,术语“1-卤代”)。最后,我们表明,这种方法恢复宇宙学的依赖(现实的情况下)。
2012-05-22 astro-ph.CO
General Relativistic Effects in Weak Lensing Angular Power Spectra
在即将到来的弱透镜调查的进展提出了新的挑战,透镜观测的准确建模。欧几里德广阔的天空覆盖范围使角度尺度下降到$l_\mathrm{min}=10$。在如此大的角度尺度下,广义相对论效应显现出来,而透镜放大率不能仅用标准的透镜会聚来正确描述。视线速度对放大角功率谱的影响,称为多普勒放大,已经在文献中得到了很好的认识。特别是,有人建议,可以通过测量宇宙切变和放大率来提取多普勒放大率。在这项工作中,我们指出了两个以前被忽视的方面,这种方法。首先,多普勒放大的影响通过与标准透镜收敛的非零交叉项来减小。当源在宽度为$Δz\approx 0.1$的面元上被平均时,例如在欧几里得的层析弱透镜勘测中,这是特别相关的。其次,广义相对论势项略微增强了信号。本文给出了大尺度下弱透镜角功率谱中所有相对论效应的数值计算。
2021-11-01 astro-ph.CO