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射电弱引力透镜的前景:基于 ELAIS-N1 场 LOFAR 观测的研究

宇宙学与河外天体物理 2025-08-27 v1

摘要

我们在欧洲大面积红外空间天文台巡天-北 1(ELAIS-N1)场内,对低频阵列(LOFAR)射电源和超广角相机(HSC)光学源进行了形状与弱引力透镜分析。仅使用 HSC 数据,我们在约 6.4 平方度区域以约 9σ9\sigma 的显著性探测到了宇宙剪切相关信号。对于射电数据集,我们分析了来自 LOFAR 两米巡天(LoTSS)和国际 LOFAR 望远镜(ILT)的观测。虽然 LoTSS 提供了 ELAIS-N1 最深的射电成像,其中心源面密度约为 2.7 个/平方角分,但其 66^{\prime\prime} 的分辨率限制了形状测量的精度。但是,使用与 LoTSS 匹配的 HSC 源,我们表明准确的射电形状测量将使我们能够以至少约 2σ2\sigma 的显著性测量剪切相关函数的振幅。相比之下,该场的 ILT 观测提供了更优的 0.30.3^{\prime\prime} 分辨率。通过对 HSC 和 ILT 样本进行交叉匹配,我们测量到位置角相关 Rcos(2α)=0.15±0.02R_{\cos(2\alpha)} = 0.15 \pm 0.02。这一结果突显了 ILT 分辨延展与漫发射的能力。目前的 ILT 观测缺乏稳健的弱引力透镜测量所需的深度。为了评估 ILT 的潜力,我们使用了增加观测时长的模拟数据。我们的分析表明,在 3200 小时的 ILT 观测或更深的数据下,并假设统计误差主导系统误差,可以以中等显著性探测到剪切相关。要实现这一点,将需要精确的射电剪切测量和有效的点扩散函数(PSF)系统误差缓解。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.20845,
  title  = {Prospects for radio weak lensing: studies using LOFAR observations in the ELAIS-N1 field},
  author = {Jinyi Liu and Reinout van Weeren and Huub Rottgering and Konrad Kuijken},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.20845},
  year   = {2025}
}

备注

14 pages, 16 figures, accepted for publication in A&A