弱引力透镜峰值统计中的背景星系内禀指向效应及其宇宙学研究

Emerged as one of the important probes in cosmological studies, weak lensing (WL) peak statistics is an efficient way to probe the nonlinear regime of the structure formation, and thus can provide important complements to the cosmic shear two-point correlation analysis.The results of recent large lensing surveys, including the Canada-France-Hawaii Telescope Lensing Survey (CFHTLenS), the Kilo Degree Survey (KiDS) and the Dark Energy Survey (DES), have fully demonstrated the potential of WL peak statistics as one of the most powerful cosmological probes. On-going and next generation lensing surveys will target at the sky of thousands square degrees, which will tremendously increase the statistical capability but highlight the involved systematic effects of WL studies. Therefore, comprehensive understanding of the involved systematics is a challenging but necessary effort to fully realise the statistical power of these future surveys. In this project, we aim to investigate the effects from intrinsic alignment of source galaxies on WL peak statistics with large high precision cosmological numerical simulations. We will further perform joint cosmological studies using peak statistics and other lensing analyses to better understand different systematics and improve the cosmological constraints.

弱引力透镜效应是宇宙学研究的重要手段之一，其中峰值统计方法与非线性结构形成演化密切相关，可以揭示非高斯的宇宙学信息，是重要的宇宙学探针，这一点已被现阶段的弱引力透镜巡天观测分析所证实。正在进行的以及未来第四代透镜巡天观测一方面将极大地提升弱引力透镜宇宙学研究的能力，另一方面也将凸显系统误差，使其成为制约未来观测分析的重要因素。为了满足未来大型弱引力透镜巡天的需要，我们亟需对影响弱引力透镜的相关物理和观测效应进行深入探讨。本项目旨在基于大规模高精度宇宙学数值模拟研究一个重要但未深入研究的系统误差——背景星系内禀指向效应对弱引力透镜峰值统计的影响。基于此，本项目还计划结合峰值统计与其他透镜分析开展联合宇宙学研究，充分利用不同统计方法之间的互补性，从而更加深入地理解系统误差所带来的影响。

弱引力透镜效应是宇宙学研究的重要手段之一，与非线性结构形成演化密切相关，这一点已被现阶段的弱引力透镜巡天观测分析所证实。未来第四代透镜巡天观测在极大地提升弱引力透镜宇宙学研究的能力、降低统计误差的同时，也将凸显系统误差，使其成为制约未来观测分析的重要因素。因此，一方面，我们亟需对影响不同引力透镜统计方法中的系统误差进行深入研究；另一方面，考虑到不同的统计量敏感于不同的系统误差，我们还应积极发展不同的统计方法。在此项目执行期间，本人在大尺度结构及引力透镜宇宙学等方面开展了相关研究工作，主要研究内容包括：1）研究弱引力透镜峰值统计中的背景星系内禀指向效应；2）发展星系剪切-位置互相关分析新方法，首次从观测上探测宇宙放大率信号；3）研究比较相互作用暗能量模型下的暗晕性质；4）开展HSC-SSP层析峰值统计及宇宙学分析。指导硕士生3名，协助指导硕士生1名以及博士生2名。