用于星系团弱引力透镜与宇宙学的不似然前向建模

不似然推断提供了一种仅利用前向模拟进行贝叶斯分析的严谨方法。不似然方法的主要优势在于其能够在前向模拟中考虑复杂的物理过程与观测效应。本文探讨将不似然前向建模用于结合星系团丰度的红移演化与弱引力透镜质量定标的贝叶斯宇宙学推断的潜力。我们采用两种互补的不似然方法，即近似贝叶斯计算（ABC）与密度估计不似然推断（DELFI），来开发推断宇宙学参数 $(\Omega_\mathrm{m},\sigma_8)$ 及巡天样本质量标度的分析流程。在平坦 $\Lambda$CDM 宇宙学（$\Omega_\mathrm{m}=0.286$、$\sigma_8=0.82$）下，采用类 eROSITA 的选择函数及观测量—质量关系中 10% 的散射，我们在 50 deg$^2$ 巡天面积内创建了观测选源的 NFW 星系团合成星表。两种方法的汇总统计量均采用堆叠切向剪切轮廓与红移区间内的数目计数。通过一系列前向模拟，我们从两种方法均获得收敛的后验分布解。我们发现 ABC 恢复的后验比 DELFI 更宽，尤其是对 $\Omega_\mathrm{m}$ 参数。对于源密度 $n_\mathrm{g}=20$ arcmin$^{-2}$ 的弱引力透镜巡天，我们从 ABC 与 DELFI 分别得到对 $S_8=\sigma_8(\Omega_\mathrm{m}/0.3)^{0.3}$ 的后验约束为 $0.836 \pm 0.032$ 与 $0.810 \pm 0.019$。本研究开发的分析框架，在与宽场弱引力透镜巡天结合时，将对正在进行的星系团宇宙学项目（如 XMM-XXL 巡天与 eROSITA 全天巡天）的宇宙学推断尤为有力。