[论文解读] Weak lensing mass map and peak statistics in CFHT/Stripe82 survey

Huanyuan Shan, Jean‐Paul Kneib+8 more|arXiv (Cornell University)|Nov 6, 2013

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 3被引用 1

一句话总结

本研究基于覆盖124 deg²的CFHT Stripe82巡天，构建了弱引力透镜质量图，并通过分析峰值统计量来检验ΛCDM模型的预测。结果发现，高信噪比（SNR）峰值与NFW模型一致，而SIS模型在3σ显著性水平下被拒绝；同时，检测到暗团块与redMaPPer星系团之间的弱引力透镜信号存在两倍的差异，表明约有一半的暗团块可能是误报。

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

研究动机与目标

• 从覆盖124 deg²的CFHT Stripe82巡天中生成高保真度的弱引力透镜质量图。
• 分析质量图中的峰值统计量——包括丰度、相关函数和切向剪切剖面。
• 检验观测到的峰值统计量是否与ΛCDM宇宙学模型的预测一致。
• 比较通过弱引力透镜探测到的暗团块与通过光学选中的redMaPPer星系团的弱引力透镜信号。
• 通过与CMASS星系的交叉相关性，评估弱引力透镜峰值检测的可靠性。

提出的方法

• 利用CFHT/Stripe82的173个观测块的背景星系剪切测量结果，构建弱引力透镜质量图。
• 基于信噪比（SNR）识别质量图中的峰值，并显式建模噪声效应。
• 对不同SNR区间内峰值的相关函数拟合幂律模型。
• 测量峰值周围的切向剪切剖面，并分别用奇异等温球体（SIS）和Navarro-Frenk-White（NFW）模型进行拟合。
• 将高SNR峰值与SDSS-III CMASS星系进行交叉相关，以检验其空间聚类是否与幂律预期一致。
• 比较通过弱引力透镜探测到的“暗”团块与通过光学选中的redMaPPer星系团的弱引力透镜信号，以评估误报率。

实验结果

研究问题

• RQ1 当正确考虑噪声效应时，CFHT Stripe82弱引力透镜质量图中观测到的峰值丰度是否与ΛCDM预测一致？
• RQ2 不同SNR值的峰值相关函数行为如何？能否用幂律模型描述？
• RQ3 高SNR峰值与CMASS星系之间的交叉相关性是否与幂律空间分布一致？
• RQ4 峰值的切向剪切剖面是否随SNR增加而增强？SIS或NFW质量分布模型中哪一个更符合数据？
• RQ5 基于与光学识别星系团的比较，通过弱引力透镜探测到的暗团块中，有多少比例可能是误报？

主要发现

• 当正确包含噪声效应时，CS82弱引力透镜质量图中的峰值丰度与ΛCDM预测一致。
• 不同SNR值的峰值相关函数可被幂律拟合良好描述。
• CMASS星系与高SNR峰值之间的交叉相关性可被幂律良好拟合，表明空间聚类一致性。
• 峰值的切向剪切剖面随SNR增加而增强，表明高SNR特征中质量浓度更强。
• 奇异等温球体（SIS）模型在约3σ显著性水平下被拒绝用于高SNR峰值。
• 在暗团块与redMaPPer星系团之间观测到两倍的弱引力透镜信号差异，表明约有一半的暗团块可能是误报。