面向大视场星系巡天与宇宙微波背景实验的全天引力透镜模拟

我们通过高分辨率宇宙学 $N$-体模拟进行多透镜平面光线追踪，生成了 108 套全天引力透镜模拟数据集。这些数据集包含了从红移 $z=0.05$ 到 $5.3$、以 $150 \, h^{-1}{\rm Mpc}$ 共动径向距离为间隔（在邻近宇宙中对应红移间隔 $\Delta z \simeq 0.05$）的全天收敛与剪切图，从而能够为高达 $z=5.3$ 的任意源分布构建模拟剪切星表。暗物质晕从相同的 $N$-体模拟中证认，其质量分辨率足以分辨斯隆数字巡天 (SDSS) CMASS 和亮红巨星 (LRGs) 的宿主晕。通过光线追踪计算提供了暗物质晕的角位置和红移，从而能够创建用于星系-星系和星系团-星系透镜效应的模拟晕星表。该模拟还给出了最后散射面处源红移的引力透镜偏转图，并且我们提供了 108 个透镜化的宇宙微波背景 (CMB) 图的实现，其中包含了由多次光散射引起的 Born 后修正。我们给出了模拟数据的基本统计量，包括宇宙剪切、CMB 温度与各向异性偏振、暗物质晕的星系-星系透镜信号的角功率谱及其协方差。宇宙剪切和 CMB 各向异性的角功率谱在 $\ell = 3000$（或角尺度 $\theta > 0.5$ arcsin）以内与理论预测的吻合度在 $5\%$ 之内。这些模拟数据集主要为正在进行的斯巴鲁 Hyper Suprime-Cam 巡天生成，但可在 http://cosmo.phys.hirosaki-u.ac.jp/takahasi/allsky_raytracing 免费下载。