[论文解读] The effects of source clustering on weak lensing statistics

Francis Bernardeau|arXiv (Cornell University)|Dec 8, 1997

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用 4

一句话总结

本文研究了源星系群集对弱引力透镜统计量的影响，特别是收敛功率谱以及偏度和峰度等高阶矩。在爱因斯坦-德西特宇宙学模型中采用二阶微扰理论，发现尽管在主导阶下方差不受影响，但当源红移分布较宽时，特别是当远处的源被更近的星系团所透镜化时，高阶矩会显著改变。当红移弥散度低于0.15时，该效应可忽略不计。

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.

研究动机与目标

• 评估源群集对弱引力透镜统计量的影响，特别是收敛场的高阶矩。
• 确定源群集是否会影响弱引力透镜巡天中收敛场的方差和高阶矩（偏度、峰度）。
• 评估源群集在何种条件下会成为宇宙剪切测量中的显著系统误差。
• 在标准宇宙学模型（爱因斯坦-德西特）下，量化角顶帽滤波条件下的这些效应大小。

提出的方法

• 使用二阶微扰理论来模拟收敛场κ的统计特性。
• 在背景源红移分布较宽的假设下，计算κ的角功率谱及高阶矩（三阶和四阶）。
• 假设为平坦、物质主导的爱因斯坦-德西特宇宙，且具有特定的源红移分布。
• 忽略Broadhurst效应和多重透镜耦合效应，以隔离源群集的贡献。
• 对收敛场应用角顶帽滤波，以在大角尺度上计算统计量。
• 进行解析计算，以估计由源群集引起的矩的相对修正量。

实验结果

研究问题

• RQ1 在大角尺度上，源群集如何影响弱引力透镜收敛场的方差？
• RQ2 收敛场的高阶矩（偏度和峰度）在多大程度上依赖于源群集？
• RQ3 在何种条件下，源群集会成为弱引力透镜统计中的非可忽略效应？
• RQ4 背景源的红移分布如何影响群集引起的收敛统计修正量的大小？

主要发现

• 在微扰理论的主导阶下，收敛场的方差不受源群集影响。
• 当源的红移分布较宽时，源群集会显著改变偏度和峰度等高阶矩。
• 当远处的背景源被更近的星系团所透镜化时，由于源位置的相关性，该效应变得尤为重要。
• 当源的红移弥散度小于约0.15时，源群集对偏度和峰度的影响可忽略不计。
• 高阶矩修正量的大小取决于角尺度以及红移分布的具体形状。
• 本研究证实，对于具有较宽红移分布的弱引力透镜巡天，源群集是潜在的系统误差，尤其在大角尺度上。