[논문 리뷰] The effects of source clustering on weak lensing statistics

Francis Bernardeau|arXiv (Cornell University)|1997. 12. 08.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 원천 군집화가 약한 렌즈 효과 통계에 어떻게 영향을 미치는지 조사한다. 특히 수렴 스펙트럼과 비대칭도, 첨도와 같은 고차 모멘트에 초점을 맞춘다. 아인슈타인-드 세테르 우주에서 2차 펌터베이션 이론을 사용하여, 주로 변동성은 선형 차수에서 영향을 받지 않지만, 원천 적색편이 분포가 넓을 경우, 특히 먼 원천들이 가까운 은하 집합에 의해 렌즈되는 경우 고차 모멘트는 크게 변화함을 발견한다. 적색편이 분산이 0.15 이하일 경우 이 효과는 무시할 만하다.

ABSTRACT

I investigate the effects of source clustering on the weak lensing statistics, more particularly on the statistical properties of the local convergence, kappa, at large angular scales. The Perturbation Theory approach shows that the variance is not affected by source clustering at leading order but higher order moments such as the third and fourth moments can be. I compute the magnitude of these effects in case of an Einstein-de Sitter Universe for the angular top-hat filtered convergence. In these calculations the so-called Broadhurst and multiple lens coupling effects are neglected. The source clustering effect is found to be particularly important when the redshift distribution is broad enough so that remote background sources can be significantly lensed by closer concentrations of galaxy sources. The source clustering effects are shown to remain negligible, for both the skewness and the kurtosis, when the dispersion of the redshift of the sources is less than about 0.15.

연구 동기 및 목표

• 원천 군집화가 약한 렌즈 효과 통계, 특히 수렴장의 고차 모멘트에 미치는 영향을 평가하기 위해.
• 원천 군집화가 약한 렌즈 조사에서 수렴의 분산과 고차 모멘트(비대칭도, 첨도)에 영향을 미치는지 확인하기 위해.
• 원천 군집화가 천체 시각 측정에서 유의미한 체계적 오차로 작용하는 조건을 평가하기 위해.
• 각도형 토파트 필터링을 적용한 표준 천체물리 모델(Einstein-de Sitter)에서 이러한 효과의 크기를 정량화하기 위해.

제안 방법

• 수렴장 κ의 통계적 성질을 모델링하기 위해 2차 펌터베이션 이론을 사용한다.
• 배경 원천의 적색편이 분포가 넓다는 가정 하에, 각도 스펙트럼과 κ의 고차 모멘트(3차 및 4차)를 계산한다.
• 특정 원천 적색편이 분포를 가진 평탄하고 물질 우세인 아인슈타인-드 세테르 우주를 가정한다.
• 원천 군집화의 기여를 분리하기 위해 브로드헤스트 및 다중 렌즈 효과를 무시한다.
• 큰 각도 스케일에서 통계를 계산하기 위해 수렴장에 각도형 토파트 필터를 적용한다.
• 원천 군집화로 인한 모멘트에 대한 상대적 보정을 추정하기 위해 분석 계산을 수행한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 원천 군집화는 큰 각도 스케일에서 약한 렌즈 수렴장의 분산에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ2 수렴장의 고차 모멘트(비대칭도 및 첨도)는 원천 군집화에 얼마나 의존하는가?
• RQ3 원천 군집화가 약한 렌즈 통계에서 무시할 수 없는 영향을 미치는 조건은 무엇인가?
• RQ4 배경 원천의 적색편이 분포는 군집화에 의해 유도된 수렴 통계 보정의 크기에 어떻게 영향을 미치는가?

주요 결과

• 수렴장의 분산은 펌터베이션 이론의 선형 차수에서 원천 군집화의 영향을 받지 않는다.
• 원천의 적색편이 분포가 넓을 경우, 비대칭도 및 첨도와 같은 고차 모멘트는 원천 군집화에 의해 크게 수정된다.
• 특히 먼 배경 원천들이 가까운 은하 집합에 의해 렌즈될 때, 상호 연관된 원천 위치로 인해 이 효과가 특히 중요해진다.
• 원천의 적색편이 분산이 약 0.15 이하일 경우, 원천 군집화가 비대칭도 및 첨도에 미치는 영향은 무시할 만하다.
• 고차 모멘트에 대한 보정의 크기는 각도 스케일과 적색편이 분포의 구체적 형태에 따라 달라진다.
• 이 연구는 원천 군집화가 적색편이 분포가 넓은 약한 렌즈 조사에서, 특히 큰 각도 스케일에서 잠재적인 체계적 오차임을 확인한다.