#astro-ph# 唠叨唠叨和自己工作相关一篇新的预印本 http://t.cn/A66t8WWB 相对偏技术,我尽量说人话。
宇宙里质量最大的暗物质晕在观测上一般表现为有一堆星系扎堆的星系团。这些大家伙有非常显著的宇宙学价值。我们写论文和基金的时候,开场白都是“这些宇宙中质量最大的引力束缚结构来自宇宙原初密度扰动中罕见的高峰值区域”,一把Primordial density fluctuation搬出来,瞬间就高大上了不少。大概的意思就好像说“你看这张大禹治水纪念合影,我家祖宗就站在大禹旁边呢”。但这真的不是吹牛,对宇宙学和星系演化来说,星系团就是浑身是宝。
在观测上,我们在光学波段主要是靠“扎堆的星系”这一特点来识别星系团,行业黑话叫“卫星星系富集度”,Richness。有钱(Rich嘛)的人家人口多也是自然的。但参考图一(这是我画的示意图),这个方法有个问题:在宇宙学距离上,我们真的分不清哪个星系属于星系团,哪个是前景或者背景的。这种因为恰好在视线方向上混进来的家伙造成了一种叫“投影偏差” (Projection Bias) 的效应,让宇宙学家产生了雾里看花的困惑。
2016年的时候,一群宇宙学家写了个“宇宙视野下的暗能量”的报告,领衔的科学家是著名教材《现代宇宙学》的作者Scott Dodelson。报告里吹了一下星系团,说“只要能正确地把星系团挑出来并测量其暗物质晕质量”,星系团“能成为结构成长最敏感的探针”。但是这两个“只要”其实难度很大。。。尤其是在有投影偏差的情况下。
暗能量巡天(DES)花了很大力气去钻研星系团宇宙学。。。结果最终的宇宙学参数结果不仅和Planck微波背景辐射的限制差了很远,和自家的弱引力透镜宇宙学也不一致。。。我很敬佩他们,因为他们最终原样发表了这个奇怪的结果并讨论了原因。。。很可能就是投影偏差造成的。于是DES团队花了很大力气钻研这个问题。
这篇文章来自Boise州立大学的宇宙学家,背后就是DES团队。他们用给LSST巡天开发的仿真数据检验了DES中挑选星系团的选择偏差,量化了偏差对星系团的弱引力透镜信号的影响 (图二)。这个仿真数据是基于宇宙学模拟的,用比较灵活的方法快速分配了星系观测性质,可以仿真像DES巡天的测光数据。结论就是,“恩,还真的是投影偏差的影响呢”。
图二里这个信号很有意思,可以看到很明显的在 1 Mpc附近有一个很显著的“鼓包”。我在去年的文章里因为一个完全不同的原因也发现了这个“鼓包” (图三)。我们的工作是考察利用单个星系的性质挑选的大质量暗物质晕和星系团有什么差别,就是图一里中心紫色椭圆表示的那种星系。用单个星系对观测的要求高,但是一个显著的优点就是没有投影效应 (严格说也有,但我们先忽略这种细节[doge])。结果我们就发现了这个“1 Mpc bump”,我们在文章里就怀疑这是投影效应的影响。不过当时不太敢确定。。。是因为当时的理论研究预测的投影偏差影响不长这个样子。现在看来,还是因为之前的理论研究过于理想和简单了。
这个领域挺有意思的,到目前为止,为这些事情操心的文章里,亚洲作者的比例丧心病狂的高。这篇的作者Hao-Yi Wu来自中国台湾,同样是DES巡天中还有同来自中国台湾的Chun-Hao To和来自大陆的Yuanyuan Zhang在这个领域都很活跃。同时,上海交大的祖颖教授,我之前在IPMU的同事Tomomi Sunayama,以及后来到IPMU的韩国宇宙学家Youngsoo Park也都是这个话题的专家,发表过重要工作。我感觉以后有机会可以拉上这些人开个小会了。
