Accurate field-level weak lensing inference for precision cosmology

基本信息

• 标题：Accurate field-level weak lensing inference for precision cosmology（面向精密宇宙学的精确场级弱引力透镜推断）
• 作者：Alan Junzhe Zhou、Xiangchong Li、Scott Dodelson、Rachel Mandelbaum
• 分类：宇宙学与非星系天体物理（astro-ph.CO）；天体物理仪器与方法（astro-ph.IM）
• 提交时间：2023 年 12 月 14 日（v1）；最后修订 2024 年 7 月 19 日（v2）
• 发表信息：已发表于 PRD（Physical Review D），DOI: 10.1103/PhysRevD.110.023539
• 备注：18 页，19 幅图；关键结果见图 12 和图 17

摘要

本文提出了 Miko，一个面向一般平天空（flat-sky）场级推断的从星表到宇宙学（catalog-to-cosmology）的流程，能够获取超越两点统计的宇宙学信息。

在弱引力透镜背景下，作者识别出若干新的场级分析系统误差（如混叠 aliasing、傅里叶模式耦合 Fourier mode-coupling、密度诱导的形状噪声 density-induced shape noise），量化了它们对宇宙学约束的影响，并将偏差修正至百分之一量级。

作者进一步发现，在贴近真实的模拟中，模型误设（model misspecification）会同时导致推断宇宙学参数的绝对偏差与不确定度量化错误：

• 高斯先验地图（Gaussian map prior）：无论真实数据分布如何，都能推断出无偏的宇宙学参数，但给出的不确定度偏于自信（overconfident）。
• 对数正态先验地图（log-normal map prior）：能够准确量化不确定度，但需要仔细校准平移参数（shift parameters）才能得到无偏的宇宙学参数。

作者证明两种模型均可将系统误差控制到 2% 的水平，适合用于正在进行的弱引力透镜巡天。

主题与分类

• 主要分类：Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO)
• 交叉分类：Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM)

关键链接

• arXiv 页面：https://arxiv.org/abs/2312.08934
• DOI：https://doi.org/10.1103/PhysRevD.110.023539