[논문 리뷰] Weak lensing mass map and peak statistics in CFHT/Stripe82 survey

Huanyuan Shan, Jean‐Paul Kneib외 8명|arXiv (Cornell University)|2013. 11. 06.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 3인용 수 1

한 줄 요약

이 연구는 124 deg²를 커버하는 CFHT Stripe82 설문을 바탕으로 한 약한 렌즈링 질량 맵을 제시하며, 피크 통계를 분석하여 ΛCDM 예측을 검증한다. 고신호대노이즈(SNR) 피크는 NFW 모델과 일치하는 반면, SIS 모델은 3σ에서 기각되며, 어둠의 덩어리와 redMaPPer 응집체 사이에 렌즈링 신호에서 두 배의 차이가 관측되어 반은 잘못 탐지된 것일 수 있음을 시사한다.

ABSTRACT

ABSTRACT We present the weak lensing mass map of the 173 tiles Canada-France-Hawaii TelescopeStripe82 Survey (CS82) with the effective area ∼ 124 deg 2 and study the peak statistics, in-cluding peak abundance, correlation functions and tangential-shear profile of peaks with themass map. We find that (1) peak abundance detected in CS82 are c onsistent with predictionsfrom a ΛCDM cosmological model, once noise effects are properly included; (2) correlationfunction of peaks with different signal-to-noise ratio (SNR) can be well fitted with powerlaws. Combining with the SDSS-III/Constant Mass (CMASS) galaxies, the cross-correlationbetween CMASS galaxies and high SNR peaks can be well-fitted with a power law; (3) thetangential shear profiles of the peaks increase with SNR. We c oncentrate on fitting spheri-cal models to the tangential profiles with both singular isot hermal sphere (SIS) and NavarroFrenk & White (NFW) models. For the high SNR peaks, the SIS model is rejected at ∼ 3σ.Comparing the Dark and matched clumps to the optically selected redMaPPer clusters, a dif-ference in lensing signal of a factor of 2 can be found, reflect ing the fact that likely about halfof the dark clumps are false detection.Key words: large-scale structure of Universe-gravitational lensing: weak

연구 동기 및 목표

• CFHT Stripe82 설문에서 124 deg²를 커버하는 고정밀 약한 렌즈링 질량 맵을 제작하기 위해.
• 질량 맵 내에서 피크 통계—빈도, 상관 함수, 및 탄성 방향 시선 프로파일—를 분석하기 위해.
• 관측된 피크 통계가 ΛCDM 천문학 모델의 예측과 일치하는지 테스트하기 위해.
• 약한 렌즈링을 통해 탐지된 어둠의 덩어리의 렌즈링 신호와 광학적으로 선택된 redMaPPer 응집체를 비교하기 위해.
• CMASS 은하와의 교차상관을 통해 약한 렌즈링 피크 탐지의 신뢰성을 평가하기 위해.

제안 방법

• 배경 성간의 편향 측정을 이용하여 173개의 CFHT/Stripe82 타일에서 약한 렌즈링 질량 맵을 구축하기 위해.
• 노이즈 영향을 명시적으로 모델링한 신호대노이즈 비율(SNR) 기반 피크 식별.
• 다양한 SNR 밴드에서 피크의 상관 함수에 대해 유효 거듭제곱 모델을 적합하기 위해.
• 피크 주변의 탄성 방향 시선 프로파일을 측정하고, 단일 등온 구형(SIS) 및 나바르-프랭크-화이트(NFW) 모델에 적합하기 위해.
• 고SNR 피크와 SDSS-III CMASS 은하 간의 교차상관을 통해 공간적 군집화가 유효 거듭제곱 기대치와 일치하는지 테스트하기 위해.
• 약한 렌즈링으로 탐지된 '어둠의' 덩어리의 렌즈링 신호를 광학적으로 선택된 redMaPPer 응집체와 비교하여 잘못 탐지 비율을 평가하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 노이즈 영향을 적절히 고려할 때, CFHT Stripe82 약한 렌즈링 질량 맵에서 관측된 피크 빈도는 ΛCDM 예측과 일치하는가?
• RQ2 다른 SNR 값을 가진 피크의 상관 함수는 어떻게 행동하는가? 그리고 이들은 유효 거듭제곱 모델로 기술될 수 있는가?
• RQ3 고SNR 피크와 CMASS 은하 간의 교차상관은 유효 거듭제곱 공간 분포와 일치하는가?
• RQ4 피크의 탄성 방향 시선 프로파일은 SNR이 증가함에 따라 증가하는가? 그리고 SIS 또는 NFW 질량 프로파일 모델 중 어느 것이 데이터에 더 잘 적합하는가?
• RQ5 광학적으로 식별된 응집체와의 비교를 통해, 약한 렌즈링으로 탐지된 어둠의 덩어리 중 얼마나 많은 비율이 잘못 탐지된 것으로 보는가?

주요 결과

• 노이즈 영향을 적절히 포함할 경우, CS82 약한 렌즈링 질량 맵의 피크 빈도는 ΛCDM 예측과 일치한다.
• 다른 SNR 값의 피크 상관 함수는 유효 거듭제곱 적합으로 잘 기술된다.
• CMASS 은하와 고SNR 피크 간의 교차상관은 유효 거듭제곱으로 잘 적합되며, 공간 군집화 일치성을 시사한다.
• 피크의 탄성 방향 시선 프로파일은 SNR이 증가함에 따라 증가하며, 더 높은 SNR 특징에서 더 강한 질량 농도를 나타낸다.
• 단일 등온 구형(SIS) 모델은 고SNR 피크에 대해 약 3σ의 유의 수준에서 기각된다.
• 어둠의 덩어리와 redMaPPer 응집체 사이에 렌즈링 신호에서 두 배의 차이가 관측되어, 어둠의 덩어리의 약 절반은 잘못 탐지된 것으로 보인다.