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放大效应在星系-星系透镜中的重要性

宇宙学与河外天体物理 2021-12-07 v2

摘要

放大效应改变了天空中星系的观测数密度。这使围绕星系的观测切向剪切轮廓(即所谓的星系-星系透镜(GGL)信号)以及相关的超出质量轮廓产生偏倚。相应地,诸如星系周围暗物质晕平均质量轮廓等物理量的推断也受到放大效应的影响。我们利用 Millennium Simulation 的模拟剪切与星系数据,量化由被放大的透镜与源数密度对剪切和质量估计的影响。前者源于透镜前景中的大尺度物质分布,后者由与透镜相关的物质对源星族的放大所致。GGL 信号由模拟中通过高效的快速傅里叶变换计算,该变换亦可应用于真实数据。数值处理辅以放大效应的一阶解析描述,其被证明能很好地拟合数值剪切数据。我们发现放大效应在陡峭星系光度函数和高红移时最强。对于透镜红移 zd=0.83z_\mathrm{d}=0.83rr 波段限制星等 22mag22\,\mathrm{mag} 以及源红移 zs=0.99z_\mathrm{s}=0.99,我们发现放大修正使剪切轮廓改变达 45%45\%,质量偏倚达 55%55\%。对于中红移星系,剪切与质量的相对变化通常为几个百分点。正如预期,偏倚的符号取决于透镜光度函数的局域斜率 αd\alpha_\mathrm{d},其中当 αd<1\alpha_\mathrm{d}<1 时质量偏倚偏低,当 αd>1\alpha_\mathrm{d}>1 时偏高。源的放大效应极少超过 1%1\%,但未来弱透镜巡天的统计威力要求对此效应进行修正。

关键词

引用

@article{arxiv.1910.06400,
  title  = {The importance of magnification effects in galaxy-galaxy lensing},
  author = {Sandra Unruh and Peter Schneider and Stefan Hilbert and Patrick Simon and Sandra Martin and Jorge Corella Puertas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1910.06400},
  year   = {2021}
}

备注

this version fixes a typo in the prefactor of equation (14)