Retrieving the three-dimensional matter power spectrum and galaxy biasing parameters from lensing tomography
随着弱透镜巡天中星系距离指标的可用性,透镜层析成像可以被利用来约束在一定范围的红移和物理尺度上的三维(3D)物质功率谱。通过结合星系-星系透镜和星系团,这可以扩展到探测3D星系-物质和星系-星系功率谱,或者,星系偏置参数。为了实现这一目标,本文介绍和讨论了最小方差估计和更一般的贝叶斯方法,统计反演一组噪声断层扫描2点关联函数,在一个有限的开度角内测量。这两种方法的构造使得它们探测功率谱与基准功率谱的偏差,从而使理论和数据的直接比较成为可能,并且原则上识别物理尺度和偏差的红移。通过设计一种新的蒙特卡罗技术,我们量化了基准调查的测量噪声,并测试了反演技术的性能。我们的结论是,剪切层析成像分析的未来弱透镜调查有望取得丰硕成果的见解重子的非线性物质功率谱在z<~0.3约k2 h/Mpc,并进入星系偏置(z<~0.5)。然而,一个适当的治疗预期的系统-不包括在模拟分析,但在这里讨论-可能会减少分析中的信噪比,使一个强大的评估的3D物质功率谱可能要求至少1000 sdeg的调查区域。[删节]
2012-04-16 astro-ph.CO
Constraints on the dark matter and dark energy interactions from weak lensing bispectrum tomography
利用弱透镜收敛功率谱和双谱估计了唯象相互作用暗能量模型的宇宙学参数不确定度。我们专注于双谱层析成像,并研究如何以及弱透镜双谱层析成像可以约束暗扇区之间的相互作用,以及其他宇宙学参数。采用Fisher矩阵分析,我们预测参数的不确定性来自弱透镜双谱与双箱层析成像和放置上界的强度之间的相互作用的黑暗部门。宇宙剪切将从即将到来的弱透镜巡天中以高灵敏度测量,因此它使我们能够使用弱透镜的高阶关联函数来约束暗扇区之间的相互作用,并将潜在地提供与其他观测相结合的更严格的结果。
2017-10-15 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological parameters from weak lensing power spectrum and bispectrum tomography: including the non-Gaussian errors
我们重新审视一个真正的权力弱透镜双谱层析成像约束宇宙学参数,结合功率谱层析成像,基于Fisher信息矩阵形式主义。为了解释两点和三点水平的全部信息,我们包括了所有的功率谱和双谱信息,这些信息是从所有可用的层析红移仓、多极仓和不同的三角形配置的组合中构建的,这些组合在一个角尺度范围内(最高可达lmax=2000作为我们的基准选择)。对于参数预测,我们使用Kayo,Takada & Jain(2013)中的晕轮模型方法来建模功率谱和双谱之间的非高斯误差协方差以及互协方差,包括晕轮样本方差或非线性版本的拍频耦合。我们发现,增加双谱信息导致约60%的改善,在暗能量的品质因数相比,单独的透镜功率谱层析成像,三个红移箱层析成像和斯巴鲁型调查探测星系在典型的红移zs~1。这一改进相当于扩大了1.6个调查区域。因此,我们的研究结果表明,双谱或更一般的任何三点相关为基础的统计进行宇宙学参数的功率谱的补充信息。然而,改进是适度的相比,以前的索赔使用高斯误差假设,因此,我们的结果意味着更少的额外信息,甚至更高阶的时刻,如四点关联函数。
2013-06-19 astro-ph.CO
3D Reconstruction of the Density Field: An SVD Approach to Weak Lensing Tomography
提出了一种利用引力透镜剪切数据构造三维质量图的新方法。我们解决了透镜反演问题,使用截断奇异值(广义最小二乘估计的上下文中)没有先验假设的统计性质的信号。这个奇异值框架允许不同的滤波方法之间的定量比较:我们评估我们的方法旁边的先前探索的维纳滤波器的方法。我们的方法产生接近最佳的角分辨率的透镜重建,并允许集群大小的晕被鲁棒地去混合。它允许质量重建比维纳滤波器方法快2-3个数量级;特别是,我们估计可以在小时的时间尺度上执行具有弧分分辨率的全天空重建。然而,我们发现,线性,非参数重建有一个根本的限制,在红移方向上实现的分辨率。
2010-11-22 astro-ph.CO
Cosmological constraints from unWISE and Planck CMB lensing tomography
最近的一些低红移的透镜测量暗示宇宙中的透镜振幅低于$Λ$ CDM模型对普朗克CMB任务数据的预测。在这里,我们使用的自相关和互相关信号的unWISE星系和普朗克CMB透镜映射来推断宇宙学参数在低红移。特别是,我们考虑三个unWISE样本(表示为“蓝色”,“绿色”和“红色”)的中位数红移$z \sim 0.6$,$1.1$和1.5,这完全覆盖了暗能量主导的时代。我们的互相关测量,结合意义$S/N \sim 80$,被用来推断低红移波动的幅度,$σ_8$ ;宇宙中物质的分数,$Ω_m$ ;和组合$S_8 \equiv σ_8 (Ω_m / 0.3)^{0.5}$,这些低红移透镜测量是最敏感的。蓝色、绿色和红色样品的组合给出了一个值$S_8=0.784\pm 0.015$,这与其他低红移透镜测量完全一致,并且在2.4 $σ$张力下与普朗克的CMB预测一致。这是值得注意的,因为CMB透镜探测与以前的星系透镜测量相同的物理,但具有非常不同的系统学,从而为以前的测量提供了一个很好的补充。
2021-12-13 astro-ph.CO
Constraints on early dark energy from CMB lensing and weak lensing tomography
暗能量可以通过它对宇宙膨胀的影响以及对大尺度结构生长历史的影响来研究。在本文中,我们跟踪宇宙密度场的增长,在早期暗能量宇宙学相结合的观测初级CMB的温度和偏振功率谱在高红移,在中等红移的CMB透镜偏转场和弱宇宙剪切在低红移限制早期暗能量的允许量。我们提出这些预测使用费舍尔矩阵形式主义,并考虑普朗克数据与弱透镜调查的欧几里得。我们发现,结合这些数据集提供了强大的约束早期暗能量,并能够打破退化的参数集固有的各种观测渠道。早期暗能量密度参数的1-σ界为σ(Omega_d^e)=0.0022,这表明早期暗能量模型可以在我们的方法中得到很好的检验。此外,我们得出的暗能量的品质因数所考虑的暗能量参数化和评论的适用性的增长指数早期暗能量宇宙学。
2009-03-25 astro-ph.CO
Cosmology with photometric weak lensing surveys: constraints with redshift tomography of convergence peaks and moments
弱引力透镜正在成为约束宇宙学参数的成熟技术,未来的调查将能够约束暗能量状态方程$w$。在分析星系巡天时,红移信息已被证明是角剪切相关的一个有价值的补充。我们预测的三重$(Ω_m,w,σ_8)$的LSST样光度星系调查的参数约束,使用断层扫描的剪切功率谱,收敛峰计数和更高的收敛时刻。我们发现,红移层析与功率谱的$1σ$置信区间在$(Ω_m,w)$空间的面积减少了一个因素8的情况下,单一的最高红移箱。我们还发现,增加非高斯信息的峰值计数和高阶矩的收敛场及其空间导数进一步减少了$(Ω_m,w)$的约束区域的3和4倍,分别。当我们将普朗克的宇宙微波背景参数先验加入到我们的分析中时,层析成像将功率谱约束提高了3倍。与单独的功率谱层析成像相比,添加矩产生额外的2倍的改进,并且添加矩和峰值两者改进几乎3倍。我们评估了未校正的系统测光红移误差对参数约束的影响。我们发现,不同的统计导致不同的偏置方向的参数空间,这表明通过自校准消除这种偏见的可能性。
2016-10-06 astro-ph.CO
Optimising tomography for weak gravitational lensing surveys
本文的主题是优化弱透镜层析成像:我们进行数值最小化的总统计误差的措施作为一个函数的红移的层析箱边缘的Nelder-Mead算法,以优化弱透镜相对于不同的优化目标的灵敏度。工作的假设下,高斯似然的参数的$w_0 w_a$ CDM模型和使用欧几里得的保守的调查规格,我们比较了一个等人口,等距和优化的bin设置,并发现,在一般情况下,等人口的设置是非常接近的最佳的,而等距设置是远离最佳的,也遭受从特设的选择的最大红移。更重要的是,我们发现,几乎饱和的信息内容可以获得使用已经很少的层析箱。这对于具有大红移误差的测光红移测量是至关重要的。我们考虑了一个大范围的目标优化过程中,可以计算出的参数协方差(或等效地,从费舍尔矩阵),扩展这些研究的信息熵的措施,如Kullback-Leibler发散,并得出结论,在许多情况下,等人口分箱产生的结果接近最优,我们支持的分析参数。
2020-10-17 astro-ph.CO
The Physical Origin of Dark Energy Constraints from Rubin Observatory and CMB-S4 Lensing Tomography
我们试图澄清的起源约束的暗能量状态方程参数的CMB透镜层析,即结合星系团簇和星系的互相关与CMB透镜在一些红移箱。特别地,我们考虑了两点关联函数,它可以由星系位置表和来自Vera C的光度红移构成。Rubin Observatory Legacy Survey of Space and Time(LSST)和CMB Lensing Map来自CMB-S4实验。我们专注于分析理解的约束的起源。这些数据中的暗能量信息来自于三个主要关系的影响:距离作为红移的函数(几何),功率谱的振幅作为红移的函数(增长),以及功率谱作为波数的函数(形状)。我们发现,几何形状和生长的影响起着重要的作用,部分相互抵消,而形状的影响是不重要的。我们还表明,暗能量任务组(DETF)的品质因数(FoM)的预测相结合的LSST星系和CMB-S4透镜的预测宇宙剪切的情况下的CMB透镜图,从而提供了一个重要的独立检查。与单独使用LSST星系的预测相比,结合CMB透镜和LSST聚类信息(连同主CMB光谱),在系统性完全受控的乐观情况下,FoM大约增加了3-4倍。我们警告说,实现这些预测可能需要对高阶偏置,光度红移不确定性进行全面分析,并严格控制其他系统限制,这些都超出了这项工作的范围,其主要目的是阐明约束的物理起源。
2021-08-10 astro-ph.CO
Parameter constraints from weak lensing tomography of galaxy shapes and cosmic microwave background fluctuations
最近,它已被证明,互相关CMB透镜和三维宇宙剪切允许大大收紧宇宙学参数的约束。我们调查是否可以在传统的断层扫描设置实现类似的改善。我们目前的Fisher参数预测的欧几里德星系调查结合不同的正在进行的和即将到来的CMB实验。与完全三维分析相比,我们发现只有边际改进。假设普朗克一样的CMB数据,我们表明,包括合并的CMB和宇宙剪切数据的全部协方差提高暗能量的品质因数只有百分之三。中微子质量的总和的边缘化的错误减少在同一水平。对于下一代CMB卫星任务,如棱镜的预测改善的暗能量的优值相当于约25%.Further,我们表明,小的改善相比之下,由增加的偏差在暗能量参数时,星系的内在排列是不正确的占在全协方差矩阵。
2017-07-25 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
Forecast of cross-correlation of CSST cosmic shear tomography with AliCPT-1 CMB lensing
本研究预测CSST宇宙剪切层析与AliCPT-1 CMB透镜的交叉相关,综合多类噪声与系统误差,测得两阶段总SNR约15和22,并评估其对σ8、S8的宇宙学约束能力。
2023-05-29 astro-ph.CO
Evidence for the accelerated expansion of the Universe from weak lensing tomography with COSMOS
本文对HST COSMOS巡天进行了层析宇宙学弱透镜分析。应用我们的透镜优化的数据减少,主成分插值的ACS PSF,和改进的建模的电荷转移效率低,我们测量的透镜信号,这是符合纯引力模式,没有显着的形状系统。我们仔细估计的统计不确定性,从模拟宇宙般的领域获得射线跟踪通过千年模拟。我们在模拟的天基数据上测试我们的管道,使用射线跟踪重新校准非线性功率谱校正,采用光度红移来减少固有星系排列的潜在污染,并边缘化系统的不确定性。我们发现,透镜信号的规模与红移的预期从广义相对论的和谐LCDM宇宙学,包括不同的红移箱之间的完整的互相关。对于一个平坦的LCDM宇宙学,我们从透镜测量到σ_8(Omega_m/0.3)^0.51=0.75+-0.08,与WMAP-5完全一致,得到联合约束Omega_m=0.266+0.025-0.023,σ_8 =0.802+0.028-0.029(所有68%置信度)。放弃平坦性假设,仅使用HST关键项目和BBN先验,我们从层析透镜分析中发现在94. 3% conf.处有一个负的减速参数q_0,为宇宙加速膨胀提供了独立的证据。对于平坦的wCDM宇宙学和先验w在[-2,0]中,我们得到w<-0.41(90%置信度)。我们的暗能量约束仍然相对较弱,这完全是因为宇宙的面积有限。然而,他们提供了一个重要的证明层析弱透镜测量从空间的有用性。(节略)
2010-03-24 astro-ph.CO
Bayesian weak lensing tomography: Reconstructing the 3D large-scale distribution of matter with a lognormal prior
我们提出了一个贝叶斯重建算法,推断的三维大尺度的物质分布从弱引力透镜效应测量的图像形状的星系。该算法被设计为也与例如从非高斯先验分布产生的非高斯后验分布一起工作。在这项工作中,我们使用对数正态先验,并比较重建结果的高斯先验在一套越来越现实的测试模拟数据。我们发现,在高噪声水平的情况下(即低源星系密度和/或高形状测量的不确定性),正常和对数正态先验导致重建质量相当,但对数正态重建容易质量片退化。在低噪声区域和小尺度上,对数正态模型比正态模型产生更好的重建:对数正态模型1)强制非负密度,而当采用正态先验时存在负密度,2)更好地跟踪真实底层分布的极值和偏斜度,以及3)在重建和真实密度之间产生更高的像素相关性。
2017-11-20 astro-ph.CO
Combining weak lensing tomography and spectroscopic redshift surveys
红移空间畸变(RSD)是测量结构增长和检验广义相对论的有力手段,但它受到宇宙方差和星系偏差b与增长率因子f之间简并度的限制。透镜切变与星系密度场的互相关原则上可以不受宇宙方差限制地测量b,打破f-b简并,并允许从星系巡天中推断物质功率谱。我们分析的增长约束,从一个现实的层析弱透镜照片z调查结合光谱星系红移调查在同一天空区域。对于天空覆盖率f_sky=0.5,在z M_min=10^13 h^{-1}M_solar有光谱时,对横模的分析测量b到每个Δz=0.1仓2-3%的精度<1 when \sim 10 galaxies per square arcmin are measured in the lensing survey and all halos with M>。对于引力生长参数γ(f=Ω_m^γ),将透镜信息与非横模的RSD分析相结合,得出精度σ(γ)\sim 0.01。当光谱测量延伸到晕质量10^13.5(10^14)h^{-1} M_solar时,将透镜信息添加到RSD测量中可以使σ(γ)提高3倍(10倍)。我们还发现,重叠巡天的σ(γ)相当于1.5-2倍大的巡天的σ(γ),如果它们在天空上是分开的。当光谱质量阈值为10^13 - 10^14 h^{-1} M_solar时,这种增益最大,类似于LRG巡天。重叠勘测的增益对于非常深或非常浅的光谱勘测是减少的,但是任何实际…
2012-02-07 astro-ph.CO
A Clipping Method to Mitigate the Impact of Catastrophic Photometric Redshift Errors on Weak Lensing Tomography
我们使用模拟目录的星系,构建的COSMOS星系目录的基础上,包括光度红移(照片-Z)和SED类型的星系的信息,为了研究如何定义一个星系子样本适合弱透镜层析成像可行的光学(和近红外)多波段数据。由于大多数有用的宇宙学信息来自即将到来的透镜调查的样本方差有限制度,一个合适的子样本可以通过丢弃一大部分的星系,具有不太可靠的photo-z估计。我们开发了一种方法,以有效地识别photo-z离群通过监测的宽度后验似然函数的红移估计每个星系。这种裁剪方法可以允许获得干净的层析红移箱(这里考虑三个箱),几乎没有不同的箱之间的重叠,通过丢弃超过70%的星系的不明确的照片-Z的对应于剩余星系的数密度小于20每平方角分斯巴鲁型深调查。限制星等和红移的范围和/或添加近红外数据有助于获得更清晰的红移合并。通过使用Fisher信息矩阵形式主义,我们传播光z误差到状态参数w的暗能量方程中的偏差。我们发现,通过丢弃大多数定义不清的photo-z星系,w的偏差可以降低到与边缘化的统计误差相当的水平,然而,由于光度和真实红移之间的关系的不对称散射,剩余的小系统偏差仍然存在。我们还使用模拟目录估计的累积信号噪声(S/N)比测量的角度互相关的星系之间的finner photo-z箱,发现较高的S/N值的photo-z箱包括photo-z离群值。
2010-06-02 astro-ph.CO
Constraining dark sector perturbations II: ISW and CMB lensing tomography
任何偏离宇宙学常数的暗能量(DE)或修正引力(MG)模型都需要对其扰动进行一致的处理,这可以用有效熵扰动和各向异性应力来描述。我们已经考虑了最近提出的通用参数化DE/MG扰动,并将其数据从普朗克卫星和6个星系目录,包括温度星系(Tg),CMB透镜星系和星系星系(GG)的相关性。结合这些可观的结构形成与测试的背景扩展,使我们能够调查的DE/MG在背景和微扰水平的属性。我们对DE/MG的约束与宇宙学常数范式基本一致,同时我们也发现对状态方程w(假设为常数)的约束依赖于微扰演化的模型假设。我们得到$w=-0.92^{+0.20}_{-0.16}$(95%CL; CMB+gg+Tg)在熵扰动的情况下,在各向异性应力的情况下,结果是$w=-0.86^{+0.17}_{-0.16}$。包括透镜相关性使结果向更高的w值移动。如果我们在最近的重子声学振荡(BAO)测量的膨胀历史上包括一个先验,我们发现,在$w=-1$附近的约束收紧,使得它不可能测量任何DE/MG扰动演化参数。然而,如果即将到来的观测,如DES,欧几里得或LSST显示出偏离宇宙学常数的迹象,我们的形式主义将是一个有用的工具,对模型选择在黑暗的部门。
2015-02-10 astro-ph.CO
Constraints from CMB lensing tomography with projected bispectra
University of Oxford(牛津大学);The University of Manchester(曼彻斯特大学);Brookhaven National Laboratory(布鲁克海文国家实验室)
利用投影双谱与功率谱结合,研究宇宙微波背景透镜效应约束物质涨幅和物质分数。
2026-01-13 astro-ph.CO
Multi-scale weak lensing detection of galaxy clusters with source redshift tomography
Université Paris-Saclay, Université Paris Cité, CEA, CNRS, AIM(巴黎萨克雷大学、巴黎西岱大学、法国原子能委员会、法国国家科学研究中心、天体物理学与分子天体物理学研究所);Institute for Computational Cosmology, Department of Physics, Durham University(杜伦大学物理学院计算宇宙学研究所);INAF – Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna(意大利国家天体物理研究所博洛尼亚天文空间科学观测站);INFN – Sezione di Bologna(意大利国家核物理研究所博洛尼分部);INAF – Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica cosmica di Milano(意大利国家天体物理研究所米兰空间天体物理与宇宙物理研究所)
本文研究利用源红移分层提高弱引力透镜检测效果,通过多尺度波let方法分析不同红移分层下的检测性能,发现单一红移分层与多分层组合效果相当,但红移污染和光度红移误差会降低检测纯度。
2026-03-11 astro-ph.CO
Tomography and Weak lensing Statistics
扩展以前的研究,我们推导出一般的预测低阶累积量和它们的分解为个人的层析箱以及两个不同的箱之间。我们推导出相应的一个和两个点的联合概率分布函数的层析收敛图从不同的箱作为角度平滑尺度的函数。弱透镜统计的建模是通过采用一个详细的处方为基础的密度对比度。在本文中,我们集中在收敛场$κ$和使用顶帽滤波器,虽然提出的技术可以很容易地扩展到模拟剪切分量的PDF或包括其他窗口,如补偿滤波器。基础PDF和偏置的函数形式根据平滑角尺度以非线性或准线性形式建模。还介绍了其他半分析模型的结果,例如对数正态分布。介绍了一个减少收敛的个人箱,我们能够表明,层析PDF和偏差为每个箱样本的密度对比度的基本PDF的相同的函数形式,但具有不同的方差。对应于两个不同的断层摄影箱的收敛图的联合概率分布可以从单独的断层摄影PDF和偏置来构造。我们研究了它们对宇宙学参数的依赖关系,对应于现实的调查,如LSST和DES的源分布。我们简要地概述了如何光度红移信息可以纳入我们的计算的累积量,累积量放大器和PDF。我们的结果的连接到完整的3D计算阐明。分析结果包括现实的噪音和有限的调查规模的详细介绍。
2011-12-02 astro-ph.CO
Dynamical Lensing Tomography of Black Hole Ringdown
本文研究了黑洞铃宕过程中的强引力透镜现象,发现光子偏折角在不同时段呈现不同规律,该成果可应用于致密双星或环双星吸积盘背景的恒星成像。
2025-05-07 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Low-redshift constraints on structure growth from CMB lensing tomography
Università degli Studi di Trento(特伦托大学);Università degli Studi di Torino(都灵大学);INFN – Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino(意大利国家核物理研究所都灵分部);University of Oxford(牛津大学);Donostia International Physics Center(圣塞巴斯蒂安国际物理中心);IKERBASQUE, Basque Foundation for Science(伊克尔巴斯克,巴斯克科学基金会)
研究低红移($z\lesssim0.3$)时物质涨落幅度,利用星系聚类及与CMB引力透镜汇聚的交叉相关性,采用HEFT方法建模星系偏差,给出$S_8$限制,重建低红移增长历史,结果与相关预测及限制兼容。
2026-07-08 astro-ph.CO
CMB lensing tomography with clustering estimation of lens redshift distributions
本文提出一种基于聚类的红移估计方法用于CMB lensing tomography,通过两点互相关重构透镜星系核函数,并利用Planck PR4和射电星系数据测量角交叉功率谱,得到的$σ_8$结果与Planck归一化高度一致。
2025-06-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
General Requirements on Matter Power Spectrum Predictions for Cosmology with Weak Lensing Tomography
即将到来的项目,如DES,LSST,WFIRST和Euclid旨在以前所未有的精度测量弱透镜剪切相关性,将暗能量状态方程限制在百分比水平。依赖光度测定的红移构成了这些调查的不确定性的主要来源。此外,解释弱透镜信号需要对引力坍缩的非线性物理学有详细的了解。我们提出了一个新的分析弱透镜分析的未来成像调查,解决两个照片-Z的不确定性和错误的校准的物质功率谱的严格的校准要求。我们发现,当考虑photo-z不确定性时,对物质功率谱预测精度水平的要求比以前认为的更严格。包括度尺度的星系聚类统计与弱透镜的联合分析,不仅加强了调查的约束力约20%,但也可以有深远的影响,校准需求,减少退化的暗能量约束与物质功率谱的不确定性的一个因素2-5。类似地,使用星系聚类信息大大放松了对photo-z校准的要求。我们比较这些校准的要求,以当代国家的最先进的光度红移估计和预测的功率谱,并建议策略,最佳地利用即将到来的数据。
2012-04-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Quantifying the effect of baryon physics on weak lensing tomography
我们使用宇宙流体动力学模拟的物质功率谱来量化重子物理对弱引力透镜剪切信号的影响。模拟考虑了许多过程,如辐射冷却,恒星形成,超新星和活动星系核(AGN)的反馈。Van Daalen等人(2011)使用相同的模拟表明,重子物理学,特别是解决过冷问题所需的强反馈,在与宇宙学弱透镜研究相关的尺度上修改了物质功率谱。因此,使用来自暗物质模拟的功率谱可能导致推断的宇宙学参数的显著偏差。我们发现,典型的偏差远大于未来任务旨在约束暗能量状态方程w_0的精度。例如,AGN反馈的模拟,再现了星系群的X射线和光学性质,产生了约40%的偏差w_0。我们表明,功率谱的修改是由集团和星系团,其效果可以建模为主。我们认为流行的晕模型的基础上的方法,并表明,简单的修改可以捕捉重子反馈的主要功能。尽管它的简单性,我们发现,我们的模型,当校准的模拟,是能够减少的偏差w_0的一个水平可比的统计不确定性的大小为欧几里得任务。虽然气体和恒星分数作为晕质量的函数的观测结果可以用来校准模型,但仍然需要流体动力学模拟来将观测到的比例关系扩展到10 ^12 M_sun/h的晕质量。
2012-06-28 astro-ph.CO
A pseudo-spectrum analysis of galaxy-galaxy lensing
本文介绍了赝谱方法在星系-星系透镜效应中的应用。我们推导出明确的表达式的伪谱分析的星系剪切交叉谱,这是傅立叶空间对应的堆叠星系星系透镜配置文件。伪谱方法校正观测问题,如测量几何,明亮恒星及其尖峰的掩模,以及不均匀的噪声,这些噪声使光谱失真,并混合了E模式和B模式信号。使用射线跟踪模拟N体模拟,包括现实的面具,我们确认,伪谱方法成功地恢复输入星系剪切交叉谱。我们还调查的协方差的星系剪切交叉频谱使用射线跟踪模拟表明,有一个多余的协方差相对于高斯协方差在小尺度的散粒噪声占主导地位的高斯近似。我们发现,过量的协方差是一致的期望从晕样本方差(HSV),这源于物质的波动尺度大于调查区域。本文应用伪谱方法对加拿大-法国-夏威夷望远镜透镜巡天(CFHTLenS)切变星表的观测数据和Sloan数字巡天亮红星系(SDSS LRG)、重子振荡光谱巡天(BOSS)CMASS和LOWZ星系的三个不同光谱样本进行了分析。在7-10 $σ$的水平上,利用包含HSV贡献的协方差分析,发现了显著的星系切变交叉谱。我们还确认,所观察到的光谱与晕模型预测的晕占据分布参数估计从以前的工作是一致的。这项工作证明了在傅立叶空间中的星系-星系透镜分析的可行性。
2016-03-25 astro-ph.CO
Detecting Baryon Acoustic Oscillations in Dark Matter from Kinematic Weak Lensing Surveys
研究了从宇宙剪切层析成像中提取重子声学振荡(BAO)的可行性。我们特别关注未来基于光谱学的运动学弱透镜(KWL)调查\citep可以实现的BAO尺度精度[例如,] []{Huff 13}与传统的基于光度计的弱透镜测量相比。我们模拟宇宙剪切层析成像数据的这样的调查与一些简单的假设,专注于BAO信息,提取空间功率谱,并限制恢复BAO功能。由于小的形状噪声和透镜核的形状,我们发现,暗能量任务组阶段IV版本的这样的KWL调查可以检测到的BAO功能在暗物质的$3$ - $σ$和测量的BAO规模在4\%的精度水平,而它将是难以检测的功能在光度为基础的弱透镜调查。在更乐观的假设下,KWL-IV期可以实现$\sim 2\%$ BAO量表测量,具有$4.9$ - $σ$置信度。一个内置的光谱星系调查在这样的KWL调查将允许交叉相关的星系和宇宙剪切,这将收紧约束超出了我们在本文中提出的下限,因此可能允许检测的BAO星系和暗物质之间的规模偏差。
2019-05-04 astro-ph.CO
Minkowski Functionals of Convergence Maps and the Lensing Figure of Merit
闵可夫斯基泛函(MFs)量化了一个给定场的拓扑性质,探索它与高斯性的偏离。我们研究了它们在透镜收敛映射上的应用,以了解它们是否可以提供关于标准二阶统计的基本宇宙学的进一步见解,即,宇宙剪切层析成像为此,我们首先提出了一种方法来匹配理论预测与测量的MF照顾的形状噪声,不完善的地图重建,和不准确的描述的非线性物质的功率谱和双谱。我们验证这种方法对模拟地图重建MICE模拟产生的剪切场。然后,我们进行了Fisher矩阵分析,预测的准确性宇宙学参数的联合MF和剪切层析成像分析。事实证明,MF确实有助于打破$Ω_{\rm m}$ -- $σ_8$简并性,从而产生一种链式反应,导致品质因数的总体增加。
2019-05-01 astro-ph.CO
Cosmological Forecast for non-Gaussian Statistics in large-scale weak Lensing Surveys
宇宙剪切数据包含了大量的宇宙学信息,这些信息被封装在弱透镜质量图的非高斯特征中。该信息可以使用非高斯统计来提取。我们比较的约束功率在$Ω_{\mathrm{m}} - σ_8$平面的三个地图为基础的非高斯统计与角功率谱,即峰值/最小值计数和Minkowski泛函。我们进一步分析了来自星系内禀排列、倍增剪切偏置和光度红移系统学的层析成像和系统效应的影响。我们预测的统计性能的阶段3弱透镜调查,并限制自己的规模$\geq$ 10弧分。我们发现,在我们的设置中,所考虑的非高斯统计比角功率谱提供更严格的约束。峰计数显示出最大的潜力,使$Ω_{\mathrm{m}} - σ_8$平面中的品质因数(FoM)增加约4倍。除了功率谱之外,使用所有非高斯统计的组合分析将FoM增加了5倍,并将$S_8$上的误差减少了$\approx$ 25%。我们发现,当结合非高斯统计与角功率谱时,层析成像的重要性降低。非高斯统计确实利润较少,从层析成像和最小计数和闵可夫斯基泛函增加了一些鲁棒性对星系的内在排列在一个非层析成像设置。我们进一步发现,角功率谱和非高斯统计的组合,使我们能够应用保守的尺度削减的分析,从而有助于最大限度地减少重子和相对论效应的影响,同时保存宇宙学约束的权力。我们公开了用于进行此分析的代码。
2020-06-22 astro-ph.CO
On the accuracy of the Perturbative Approach for Strong Lensing: Local Distortion for Pseudo-Elliptical Models
由\citet{alard07}引入的微扰法通过求解围绕爱因斯坦环解线性化的透镜方程来提供引力弧的解析解。这是一种用于透镜反演和模拟的强大方法,因为它原则上可用于通用透镜模型。在本文中,我们的目标是量化域的有效性,这种方法的三个量来自线性映射:焦散线,临界曲线,和变形截面(即弧截面在无限小圆形源近似)。我们考虑透镜模型与椭圆势,特别是奇异等温椭圆势和伪椭圆Navarro-Frenk-White模型。我们表明,PA是准确的第一个模型。对于第二个,我们得到的模型参数空间(由潜在的椭圆率参数$\varepsilon$和特征收敛$κ_s$)的限制,使PA是准确的上述数量。在这个过程中,我们得到了几个透镜函数,这是有效的PA在一般情况下的解析表达式。这一有效域的确定可能对PA的使用产生重大影响,但仍然需要用扩展的来源进行探索。
2013-05-29 astro-ph.CO
Neutrino Mass Constraints from kSZ Tomography
本文预测第四阶段CMB和大尺度结构巡天对中微子质量的约束能力,重点研究kSZ层析成像作为独立探针,发现kSZ光学深度先验可将中微子质量约束误差从32 meV改善至27 meV。
2025-02-07 astro-ph.CO hep-ph
On Mitigation of the Uncertainty in Nonlinear Matter Clustering for Cosmic Shear Tomography
我们提出了一种新的方法,处理宇宙剪切功率谱分析中的物质聚类的不确定性,主要是由于对小尺度上的非线性重子过程知之甚少。我们表明,剪切功率中包含的大部分关于暗能量物理的信息来自这些小尺度;从宇宙剪切分析中去除这些非线性尺度会导致暗能量参数测量精度降低50%,边缘化所有其他参数。在本文中,我们提出了一种方法来恢复小尺度上的信息,允许宇宙剪切测量非线性物质的功率谱本身和边缘化的所有可能的功率谱使用路径积分。在这些非线性区域中,信息仍然可以从弱透镜的几何部分中恢复。在这种自校准机制中,我们发现我们恢复了90%的暗能量信息。包括一个信息先验,我们发现非线性物质的功率谱需要准确地知道到1%下降到k=50 h/Mpc恢复99%的暗能量信息。这对理解星系晕尺度上的重子效应提出了重大的理论挑战。然而,来自弱透镜的自校准也可能提供观测输入,以帮助约束重子物理。
2010-12-15 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
Cosmology from Planck CMB Lensing and DESI DR1 Quasar Tomography
Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);University of Waterloo(滑铁卢大学);Perimeter Institute for Theoretical Physics(理论物理前沿研究所);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);University of Cambridge(剑桥大学)
本文利用DESI DR1和普朗克PR4数据测量红移范围0.8至3.5的物质波动幅度,通过三组红移分层测量得出σ₈和S₈参数,并结合ACT DR6和普朗克PR4数据测量哈勃常数。
2025-06-27 astro-ph.CO
Flat-Sky Pseudo-Cls Analysis for Weak Gravitational Lensing
我们调查使用弱透镜功率谱的估计的基础上的一个平坦的天空实现的伪氯(PCl)技术,其中被掩盖的剪切场被转换,而不考虑掩蔽区域的天空。这种掩蔽混合了功率、E-收敛和B-模式。为了研究前向建模和全天空功率谱恢复的准确性,我们考虑了大面积的测量几何形状,以及由于恒星和棋盘模型的视场间隙的小规模掩蔽。大面积测量几何形状的功率谱是稀疏采样和高度振荡的,这使得建模成问题。相反,我们得出一个整体的校准大面积掩模偏置使用模拟领域。小面积星形掩模的影响可以被精确地校正,而棋盘形掩模具有振荡和尖峰行为,这导致百分比偏差。掩蔽场的切趾会导致偏差增加和信息丢失。我们发现,我们可以构建一个无偏的前向模型的原始PCLS,并恢复全天空收敛功率在几个百分点的精度为高斯和对数正态分布的剪切场。通过使用Fisher矩阵形式主义将其解释为宇宙学参数,我们发现我们可以对高达1,200 deg $^2$的巡天参数进行无偏估计,每弧分$^2$ 30个星系,超过此值,百分比偏差变得大于统计精度。这意味着平天PCI分析对于当前的调查是准确的,但是类似欧几里得的调查将需要更高的准确度。
2018-10-10 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
Cosmological constraints from the tomography of DES-Y3 galaxies with CMB lensing from ACT DR4
利用DES Y3星系与ACT DR4 CMB透镜互相关,在9.1σ下探测到信号,测得S₈=0.75,与普朗克结果存在<2σ的偏低倾向。
2023-10-11 astro-ph.CO
CMB lensing tomography with the DES Science Verification galaxies
我们测量暗能量调查(DES)科学验证数据中的星系密度与普朗克卫星和南极望远镜(SPT)重建的宇宙微波背景(CMB)透镜之间的互相关。当使用DES主星系样本在整个红移范围$0.2 < z < 1.2$,互相关信号检测在$6 σ$和$4σ$分别与SPT和普朗克。然后,我们将DES星系分为五个光度红移箱,发现显着的($>$ $2 σ$)检测在所有箱。与基准普朗克宇宙学相比,我们发现信号的红移演化符合预期,尽管振幅始终低于红移区间的预测。我们测试了可能影响我们结果的系统学,没有发现明显污染的证据。最后,我们展示了如何使用这些测量来约束整个宇宙时间的结构的增长。我们发现,数据是由一个模型,在$z<1.2$宇宙中的结构的振幅是$0.73 \pm 0.16$倍大的LCDM普朗克宇宙学预测,$1.7σ$偏差。
2016-01-18 astro-ph.CO
Exploring the distance-redshift relation with gravitational wave standard sirens and tomographic weak lensing
从螺旋形的致密物体发出的引力波为我们提供了距离尺度的信息,因为我们可以从波形分析中推断出源的绝对光度,这被称为标准警报。Advanced LIGO首次探测到双黑洞合并事件的引力波信号,为利用标准Sirens作为宇宙学探测器提供了可能。为了提取距离-红移关系的信息,我们将弱透镜效应与引力波源的投影数密度互相关,弱透镜效应是宇宙中物质分布的无偏示踪剂。对于弱透镜效应,我们采用层析成像技术,在很宽的红移范围内有效地获得了大尺度结构的信息。利用互相关和自相关,我们给出了四个宇宙学参数的约束预测,哈勃参数、物质密度、暗能量的状态方程参数和物质涨落幅度。为了充分探索互相关的能力,这需要大量的重叠天空覆盖,我们考虑了具体的情况下,即将到来的调查由\textit{Euclid}弱透镜和爱因斯坦望远镜的标准警报。我们表明,宇宙学参数可以严格约束的标准警报器和弱透镜的自相关和互相关。例如,哈勃参数的$1\text{-}σ$误差预期为$σ(H_0) = 0.33 \, \mathrm{km} \, \mathrm{s}^{-1} \, \mathrm{Mpc}^{-1}$。因此,建议的统计将是一个有前途的探索到距离尺度。
2018-10-11 astro-ph.CO
Constraining neutrino mass with weak lensing Minkowski Functionals
大质量中微子的存在会影响结构的形成,在大尺度结构的可观测性上留下印记,例如弱透镜场。通常的两点统计透镜分析对密度场中大量的非高斯信息不敏感。我们调查非高斯工具,特别是闵可夫斯基函数(MF)-形态描述符,包括面积,周长和属-试图恢复高阶信息。我们使用收敛地图从宇宙学大质量中微子模拟(\texttt{MassiveNus})和假设星系噪声,密度和红移分布的LSST一样的调查。结果表明,微扰对中微子质量和敏感,且敏感性与红移有关,是非高斯的。我们发现,红移层析显着改善的中微子质量的MF的约束,相比功率谱的改善。我们把这归因于中微子效应在小尺度上对红移的依赖性更强。然后,我们建立了一个仿真器来模拟功率谱和MF,并从功率谱,MF,以及它们的组合来研究对$[M_ν$,$Ω_{m}$,$A_{s}]$的约束。我们表明,MF显着优于功率谱在约束中微子质量,超过四个因素。然而,对系统学(如重子物理学和星系形状和红移偏差)的影响进行深入研究对于实现MF的全部潜力至关重要。
2018-12-19 astro-ph.CO
Shear-kSZ: A New Estimator for the Matter-Electron Power Spectrum from kSZ Tomography and Weak Lensing
Institute of Astronomy(天文研究所);Kavli Institute for Cosmology Cambridge(卡弗里宇宙学剑桥研究所)
该研究提出 Shear-kSZ 新估计量,结合 kSZ 层析与弱引力透镜测量物质-电子功率谱,可确定重子抑制因子,预测当前及未来巡天能实现高精度测量。
2026-10-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
KiDS+VIKING-450: Cosmic shear tomography with optical+infrared data
我们提出了一个层析宇宙剪切分析的千度调查(KiDS)结合VISTA千度红外星系调查(VIKING)。这是第一次将完整的光学到近红外数据集用于宽场宇宙学弱透镜实验。这一前所未有的数据,跨越$450~$度$^2$,使我们能够显着提高测光红移的估计,使我们能够包括强大的高红移源的透镜测量,和-最重要的是-巩固我们的知识的红移分布的来源。基于一个平坦的$Λ$ CDM模型,我们发现$S_8\equivσ_8\sqrt{Ω_{\rm m}/0.3}=0.737_{-0.036}^{+0.040}$在一个单独的宇宙剪切盲分析。KiDS宇宙剪切和普朗克-Legacy CMB测量之间的紧张关系仍然存在于这个系统性更强的分析中,$S_8$与$2.3σ$不同。这一结果是不敏感的内在对齐,重子反馈,中微子质量的干扰参数的先验的变化。KiDS剪切测量用一组新的、更真实的图像模拟进行校准,在调查中没有检测到显著的B模式,表明系统误差在控制之下。当通过假设30波段COSMOS-2015测光红移是正确的来校准我们的红移分布时(在暗能量巡天和超极凸轮巡天之后),我们发现与普朗克的紧张关系得到了缓解。源红移分布的可靠确定仍然是未来宇宙剪切调查最具挑战性的方面之一。
2019-11-18 astro-ph.CO
Shear Power Spectrum Reconstruction using Pseudo-Spectrum Method
我们发展了一种伪功率谱技术,用于测量全天空和平坦天空极限下弱透镜巡天的透镜功率谱。功率谱方法与传统的关联函数方法相比具有许多优点。我们测试的伪谱方法,通过使用数值模拟与方形的边界,包括掩蔽区域的复杂配置,由于明亮的恒星和饱和的尖峰。即使当25%的总面积的调查被掩盖,该方法恢复的E-模式功率谱在一个大范围的多极子100<1 <10000的次百分比精度。系统误差小于2000平方度测量的预期统计误差。残余B模式频谱在幅度上被很好地抑制在相对于E模式小于百分比的水平。我们还发现,测量几何效应引起的功率谱的相关误差并不显著。我们的方法适用于当前和即将到来的宽场透镜调查。
2010-11-17 astro-ph.CO physics.data-an
Joint Analysis of Cluster Observations: II. Chandra/XMM-Newton X-ray and Weak Lensing Scaling Relations for a Sample of 50 Rich Clusters of Galaxies
本文对50个星系团的多波长X射线和弱透镜标度关系进行了研究。我们的分析结合了钱德拉和XMM-牛顿数据,使用能量相关的交叉校准。在考虑了许多标度关系之后,我们发现气体质量是弱透镜质量的最稳健估计,在r500处产生15 +/-6%的固有散射(伪压力YX具有22%+/-5%的一致散射)。当在1 Mpc的固定物理半径内测量时,散射不会改变。具有小的BCG到X射线峰偏移的团簇构成非常规则的总体,其成员具有相同的气体质量分数,并且其甚至小于10%的规则性偏差可以单独归因于视线几何效应。冷核团簇虽然总体上有些不同,但在气体质量-透镜质量关系中也显示出相同的(<10%)散射。在由BCG偏移和中心熵(或中心冷却时间)定义的平面中存在良好的相关性和双峰性的暗示。伪压力YX并不区分更放松和更不放松的人群,这使得它可能是调查中更公平的大众代理。总的来说,流体静力学质量在r500处平均低估了弱透镜质量的10%;但冷核星系团与无偏差一致,而非冷核星系团在r2500和r500之间有一个大而恒定的15-20%偏差,与包含非热化气体的N体模拟一致。对于非冷核团簇,该偏差与BCG椭圆率相关。我们还研究质心移位方差和功率比量化子结构,这些数量不相关的残差的比例关系。单个集群在很大程度上忘记了它们偏离自相似性的根源。
2014-07-28 astro-ph.CO
Constraining neutrino mass with tomographic weak lensing one-point probability distribution function and power spectrum
利用MassiveNuS模拟,研究了LSST观测中弱透镜测量的单点概率分布函数(PDF)和功率谱对中微子质量和(M_nu)的约束. PDF提供对功率谱之外的非高斯信息的访问。它对小尺度上的非线性增长特别敏感,大质量中微子也有最大的影响。我们发现,层析成像有助于提高约束M_nu的功率谱和PDF分别为14%和32%,相比于一个单一的红移箱。PDF单独在约束M_nu方面优于功率谱。当这两个统计量结合在一起时,约束进一步收紧了35%。我们的结论是弱透镜PDF是互补的功率谱,并有可能成为一个强大的工具,约束中微子质量。
2018-09-27 astro-ph.CO hep-ph physics.data-an
A New Probe of the High-z BAO scale: BAO tomography With CMB $\times$ LIM-Nulling Convergence
本文提出利用CMB透镜与LIM置零互相关中的高红移BAO特征作为无偏标准尺,预测在z~5可达7.2%(下一代)至4%(未来)的测量精度。
2024-05-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
KiDS & Euclid: Cosmological implications of a pseudo angular power spectrum analysis of KiDS-1000 cosmic shear tomography
我们提出了一个断层弱透镜分析的千度调查数据发布4(KiDS-1000),使用一个新的伪角功率谱估计(伪$C_{\ell}$)正在开发的欧空局欧几里得任务。超过2100万个星系的形状信息被分为五个层析红移箱,范围从0.1到1.2的光度红移。我们使用多极范围$76<\ell<1500$中的八个频带测量伪$C_{\ell}$,用于断层摄影箱之间的自动功率谱和交叉功率谱。进行了一系列测试,以检查各种观测源的系统污染,包括恒星数密度,调查深度的变化和点扩散函数特性。虽然观察到与这些系统示踪剂的一些边缘相关性,但没有证据表明宇宙学推断存在偏见。B模式功率谱与零信号一致,没有来自E/B模式泄漏的显著残留污染。我们通过对掩模的影响进行正向建模,对伪$C_{\ell}$估计值进行贝叶斯分析。假设空间平坦的$Λ$ CDM宇宙学,我们约束的结构生长参数$S_8 = σ_8(Ω_{\rm m}/0.3)^{1/2} = 0.754_{-0.029}^{+0.027}$。当将KiDS-1000的宇宙剪切与最近斯隆数字巡天(SDSS)测量的明亮红色星系的重子声学振荡和红移空间畸变数据,以及莱曼- $α$森林及其与类星体的交叉相关相结合时,我们将这些约束收紧到$S_8 = 0.771^{+0.006}_{-0.032}$。这些结果与以前的KiDS-1000和SDSS分析非常一致,并证实了$\sim 3σ$张力与…
2022-07-04 astro-ph.CO
An accurate and practical method for inference of weak gravitational lensing from galaxy images
我们使用Bernstein & Armstrong(2014,BA 14)提出的贝叶斯傅立叶域(BFD)方法的实现,证明了弱引力透镜剪切的高度准确的恢复,扩展到校正选择偏差。BFD形式主义是严格正确的Nyquist采样,背景有限,不拥挤的背景星系的图像。BFD并不给星系分配形状,而是将像素数据D压缩成矩向量M,这样我们就有了概率P(M)的解析表达式|g)获得沿视线具有引力透镜畸变g的观测。我们实现了一个算法进行BFD的积分人口的非透镜源星系的措施~10星系/秒/核心具有良好的缩放性能。该代码在~10^9个模拟透镜星系图像上的初始测试将模拟剪切恢复到m=0.0021+-0.0004的分数精度,比以前任何普遍适用的方法都要精确得多。深空曝光产生一个足够准确的近似无噪声,无透镜的星系人口分布假设为输入BFD。该方法的潜在扩展包括同时测量放大率和剪切;多次曝光,多波段观测;以及光度红移和透镜层析成像的联合推断。
2016-04-27 astro-ph.CO astro-ph.IM
Tomography-based observational measurements of the halo mass function via the submillimeter magnification bias
目的。本文的主要目标是通过对背景亚毫米星系样本的放大偏差信号进行层析分析,推导出晕质量函数(HMF)的观测约束。然后可以将结果与非断层扫描研究的结果进行比较。方法.我们测量了光谱红移在$0.1 < z < 0.8$范围内的前景GAMA星系样本(并分为四个仓)和光度红移在$1.2 < z < 4.0$范围内的H-ATLAS背景亚毫米星系样本之间的互相关联函数。我们在晕模型形式主义内对弱透镜信号进行建模,并进行马尔可夫链蒙特卡罗算法来获得所有HMF参数的后验分布,我们假设这些参数遵循Sheth和Tormen(ST)三参数和两参数拟合。结果虽然从非层析成像分析的HMF的观测约束并不严格,有一个显着的改善时,通过层析成像的不确定性降低。此外,相对于传统的ST三重值从数值模拟,从三参数拟合的结果预测更高的数密度的质量低于$10^{12}M_{\odot}/h$的晕在95%的可信度。双参数拟合产生的结果限制更大,在$10^{13}M_{\odot}/h$以下的晕圈数密度更大,而在$10^{14}M_{\odot}/h$以上的晕圈数密度更小,此时的可信度大于3 $σ$。因此,我们的结果与ST拟合在2 $σ$和3 $σ$时的标准N体值不一致。
2022-03-28 astro-ph.CO
Cross-correlation of weak lensing and gamma rays: implications for the nature of dark matter
我们测量了费米-LAT伽马射线光子和来自加拿大-法国-夏威夷望远镜透镜巡天(CFHTLenS)、红星团序列透镜巡天(RCSLenS)和千度巡天(KiDS)的1000度以上的弱透镜数据的$^2$之间的互相关。我们提出了第一次测量层析弱透镜互相关性和第一次应用程序的光谱binning伽马射线和弱透镜之间的互相关性。使用角功率谱估计器进行测量,而使用分析处方估计协方差。我们通过将其与两个内部协方差估计量进行比较来验证我们的协方差估计量的准确性。基于互相关信号的不可检测性,我们导出了弱相互作用大质量粒子(WIMP)暗物质的约束条件。我们计算了暗物质湮灭截面$\langleσ_\rm{ann} v \rangle$、衰变率$Γ_\rm{dec}$和粒子质量$m_\rm{DM}$的排斥极限。我们发现,在没有互相关信号的情况下,层析成像并没有显着提高分析的约束能力。假设一个强大的贡献,由于小规模的集群的暗物质和占已知的天体物理源的伽马射线的伽马射线通量,我们排除了热遗迹截面粒子质量的$m_\rm{DM}\lesssim 20$ GeV。
2017-03-09 astro-ph.CO hep-ph
Mass, velocity anisotropy, and pseudo phase-space density profiles of Abell 2142
目的:我们的目标是计算Abell 2142的质量和速度各向异性分布,并从那里,赝相-空间密度分布$Q(r)$和密度斜率-速度各向异性$β- γ$关系,然后将它们与理论预期进行比较。研究方法:质量分布是通过使用三种基于成员星系运动学的技术获得的,即焦散法、色散-峰度法和MAMPOSSt。通过对Jeans方程的反演,可以计算速度各向异性剖面。结果如下:的质量分布,以及维里值的质量和半径,计算与不同的技术同意彼此和来自X射线和弱透镜研究的估计。通过对透镜效应、X射线和运动学测定进行平均,获得一致的质量分布。用$c=4.0 \pm 0.5$的NFW分布很好地拟合了团簇质量分布。红色和蓝色星系的人口似乎有不同的速度各向异性配置,因为红色星系几乎是各向同性的,而蓝色星系是径向各向异性的,对半径的依赖性很弱。红色星系人口的$Q(r)$配置文件与宇宙学模拟中发现的理论结果一致,这表明,任何偏见,相对于暗物质粒子,在速度色散的红色分量是独立的半径。红星系的$β- γ$关系式只在内部区域与理论关系式相符。这种偏差可能是由于使用星系作为引力势的示踪剂,而不像理论关系中使用的非碰撞示踪剂。
2015-04-21 astro-ph.CO
CFHTLenS: Testing the Laws of Gravity with Tomographic Weak Lensing and Redshift Space Distortions
暗能量可能是宇宙中新的基础物理学的第一个迹象,要么采取物理形式,要么揭示对爱因斯坦引力的修正。弱的引力透镜和星系特有的速度为广义相对论提供了互补的探测,结合起来使我们能够以一种独特的方式测试修正的引力理论。我们进行这样的分析相结合的测量宇宙剪切断层扫描从加拿大-法国夏威夷望远镜透镜巡天(CFHTLenS)与增长的结构从WiggleZ暗能量调查和六度场星系调查(6dFGS),产生最强的现有联合约束的度量的潜力,描述一般的引力理论。对于尺度无关的修改与有效暗能量密度线性演化的度量势,我们发现目前的宇宙学偏差牛顿势和曲率势从广义相对论的预测是(Δ Psi)/Psi = 0.05 \pm 0.25和(Δ Phi)/Phi = -0.05 \pm 0.3分别(68% CL)。
2015-10-07 astro-ph.CO gr-qc
Probing Neutrinos from Planck and Forthcoming Galaxy Redshift Surveys
我们调查有多少中微子属性的约束可以改善相结合的CMB,光度和光谱星系红移调查,其中包括CMB透镜,星系透镜层析成像,星系集群和红移空间畸变观测。我们特别注意中微子质量的约束,鉴于即将到来的红移调查,如欧几里德卫星和LSST调查以及普朗克CMB透镜测量。将角功率谱的横模信息和光谱测量的纵模信息与红移空间畸变测量相结合,可以确定中微子的总质量,其投影误差为O(0.02)eV。我们的分析固定的中微子物种之间的质量分裂是一致的中微子振荡的数据,我们相应地研究我们的参数估计的最小中微子质量的敏感性。如果中微子的最小质量< 0.005 eV,并考虑到1-σ的不确定性,那么中微子总质量的宇宙学测量可以区分正常和颠倒的质量等级。
2013-12-12 astro-ph.CO hep-ph
Tomography from the Next Generation of Cosmic Shear Experiments for Viable f(R) Models
我们在修正作用量f(R)理论的框架下给出了两个可行的宇宙学模型所预言的宇宙剪切信号。我们使用f(R)模型,其中宇宙当前的加速膨胀是修正的引力拉格朗日量而不是暗能量(DE)的直接结果,无论是真空能量/宇宙学常数的形式,还是动态标量场(例如quintessence)的形式。我们选择Starobinsky(St)和Hu & Sawicki(HS)f(R)模型,它们经过精心设计,可以通过太阳系重力测试。为了进一步支持--或者排除-- f(R)理论作为DE假说的替代候选者,我们利用了弱引力透镜的力量,特别是宇宙剪切。我们计算断层剪切矩阵,因为它将由即将到来的欧空局宇宙视觉欧几里得卫星测量。我们发现在St模型中宇宙剪切信号几乎完全退化为LCDM,而在HS模型中很容易区分。此外,我们计算相应的Fisher矩阵的St和HS模型,从而获得其宇宙学参数的预测。最后,我们表明,宇宙剪切的贝叶斯因子将肯定有利于HS模型LCDM,如果欧几里得测量值大于~0.02的额外HS参数n_HS。
2011-07-15 astro-ph.CO gr-qc