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