KiDS pregled neba in šibko gravitacijsko
lečenjeAndrej Dvornik
Ljubljana, 20.12. 2016
KiD Slika: Alex Tudorica
+ Marcello Cacciato, Massimo Viola, Konrad Kuijken, Henk Hoekstra & KiDS
• 1500 deg2 ob zaključku
• Lokacija: 2.6m f/5.5 VST teleskop, Paranal, Čile
• OmegaCAM: 32 CCD čipov, 268 Mpix
• ugri
• Prekrivanje z VIKING, SDSS, 2dF, COSMOS, GAMA, DEEP2
KiD
V mislih na šibko gravitacijko lečenje
2 magnitudi globji kot SDSS (24.3, 25.1, 24.9, 23.8 v ugri) z ostrejšimi fotografijami
Seeing PSF
• Trenutno: 450 deg2 (z meritvami oblik), 900 deg2
• Rdeči premik galaksij (mediana): ~0.6
Opazovalna kozmologija• CMB (WMAP, Planck, Bicep, …)
• Meritve razdalj s supernovami tipa Ia
• Barionske akustične oscilacije (WiggleZ, BOSS, …)
• RSD (WiggleZ, 2dFLenS, …)
• Šibko gravitacijsko lečenje (KiDS, CFHTLens, DES, SDSS, …)
• Šibko gravitacijsko lečenje
Širit
evRa
st s
trukt
ure
Gravitacijsko lečenje
OpazovalecLečaOddaljena galaksija
• Enačba leče:
• Nelinearna: Močno lečenje
• Linearna: Šibko lečenje
Observer
Lens plane
Source plane
θ
β
ξ
α^
η
DLS
DL
DS
~� = ~✓ � DLS
DS~̂↵ ⌘ ~✓ � ~↵
Gravitacijsko lečenje
Skica: Peter Schneider
• Shear (strig, striženje? 🤔)
A =
✓1� � �1 ��2
��2 1� + �1
◆
� ⌘ �1 + i�2 =1
2
✓@
2
@x
21
� @
2
@x
22
◆+ i
@
2
@x1@x2
Gravitacijsko lečenje
• Definicija brezkoličinske ploskovne gostote: kjer je
(~✓) =⌃(DL
~✓)
⌃cr
⌃cr =c2
4⇡G
DS
DLDLS
Gravitacijsko lečenje
Meritev striženja
� ⇡ h✏i
�obs
i = (1 +m)�true
i + c
+ dodatne komplikacije
Kozmično striženje
Vsebuje kozmološke informacije
Hildebrandt et al. 2016
KiDS-450
Hildebrandt et al. 2016
Le ena izmed uporab …
R
“Galaxy-galaxy lensing”
• Azimutalno povprečeno tangentno striženje meri ekces ploskovne gostote:
h�T i(r) =⌃(< r)� ⌃(r)
⌃cr=
�⌃(r)
⌃cr
⌃(R, z) = 2⇢m
Z Rmax
R[1 + ⇠gm(r, z)]
rdrpr2 �R2
To omogoča
• Direktno meritev mase temne snovi v halojih
• Testiranje nelinearne formacije strukture v Vesolju (časovno odvisno grupiranje, efekt barionov in nevtrinov, vpliv kozmične strukture na galaksije,“assembly bias”, …)
• Testiranje teorije gravitacije in modifikacij
Halo model
Kaj je halo?Sferična regija v Vesolju, definirana kot:
M� =4⇡
3R3
��⇢m
� = 200
in
What is a halo? and what might they have to do
with galaxies?
Risa W
ech
sle
r
an introduction to
the halo model
and halo
occupation
statistics
Vir: A. Kravtsov
PredpostavkaVsa snov v Vesolju je v halojih
Uporaba lastnosti halojev temne snovi, da ugotovimo “galaxy-matter” korelacijsko funkcijo
Vir:
Coo
ray
& Sh
eth
(200
2)
Koraki
⇠gm(r, z)
�⌃(R, z)
⌃(R, z)
Pgm(k, z)
Fourierjeva transformacija
Pg,m(k, z) = P 1hg,m(k, z) + P 2h
g,m(k, z)
P 1hg,m(k, z) = P 1h,c
g,m (k, z) + P 1h,sg,m (k, z)
P 1h,cg,m (k, z) =
1
⇢mng
ZdM
dn(M, z)
d lnMu(k|M)hNg,c|Mi
Halo mass functionGostotni profil HOD
Viola et al. 2015
Velander et al. 2013
Assembly bias
Dvornik et al. - submitted 😊
Assembly Bias• Masa halojev - lastnost halojev ki najbolj vpliva na
lasnosti galaksij ki jih vsebuje
• Ampak! - v kozmoloških simulacijah je opaženo, da prostorska razporeditev halojev tudi zavisi od drugih lastnosti (n.p. čas nastanka, koncentracije, SFR, …)
• Vsaka odvisnost prostorske razporeditve od lasnosti poleg mase temne snovi
Assembly Bias
Posledice• Standardni halo model z HOD paradigmo ne bo
možen opisati lečenja in grupiranja galaksij
Manifestacija• Občutno različni signali gravitacijskega lečenja in
grupiranja, ki pa imajo podobne lasnosti (masa halojev)
“⟨R⟩+” “⟨R⟩-”
DM haloCentralna galaksijaSateliti
Število galaksij v skupini <= 5 Rdeči premik ~ 0.2
Povprečna masa centralnih galaksij ~ 1011.3 M⦿
x10 v z
… in
Še vedno uporabljamo standardni halo model
Rezultati
Dvornik et al. submitted
Dvornik et al. submitted
Zaključek• Assembly bias ni detektiran na nivoju skupin
galaksij
• Še vedno ga bo potrebno upoštavati pri modeliranju (Euclid, WFIRTS, LSST)
• Za večjo statistično gotovost - več skupin galaksij
• Kmalu na arXiv-u