弱引力透镜系统误差的研究与修正

Weak lensing is an important probe on the acceleration of the universe. The Stage-IV weak lensing surveys will provide 1% level accuracy. Thus many systematic errors need to be re-checked whether they are still negligible or could be well controlled in the era of precision cosmology. In this project we will carry out investigations on the systematics in weak lensing cosmology induced by the intrinsic alignment of source galaxies, the source-lens clustering effect, impact of baryon physics and the multiplicative error in cosmic shear measurement. We will construct mock galaxy catalogues from simulations to proof the applicability of proposed self-calibration methods for the intrinsic alignment and souce-lens clustering effect induced systematics. If these self-calibration methods works well on mock catalogues, they could be easily applied into real survey. In lensing cosmology, bispectrum is of great importance to break the degeneracy among cosmological parameters. We plan to run a new set of simulations with gas process, and use them to quantify the influence of baryon on weak lensing bispectrum. We will also explore the possibility on calibratiing the multiplicative error induced systematics through cross-correlating lensing measurements with additional clustering information.

弱引力透镜是宇宙加速膨胀的重要探针之一。在第四代弱引力透镜巡天1%的观测精度和精确宇宙学的要求下，许多以往研究中可以忽略的系统误差需要重新考虑其重要性并且进行修正。本项目中我们将利用数值模拟对弱引力透镜宇宙学中的多个系统误差进行研究。其中包括星系内禀指向和源-透镜成团效应引入的系统误差、重子物质影响造成的系统误差和透镜宇宙学剪切测量中的可乘性系统误差。对星系内禀指向和源-透镜成团效应引入的系统误差，我们拟构建用于检验自修正方法的模拟星系表，通过对模拟星系表的模拟观测和自修正处理来验证这些系统误差自修正方法的可行性。高阶统计量由于其有助于打破各宇宙学参数之间的简并，在透镜宇宙学中有着重要应用。我们将运行大体积带气体过程的宇宙学数值模拟，来研究重子物质所带来的系统误差对高阶弱引力透镜统计量的影响。我们还将利用与星系数密度做互相关的方法对弱引力透镜宇宙学剪切测量中可乘性系统误差的控制进行研究。

第三代弱引力透镜巡天项目已经在释放数据，而弱引力透镜宇宙学研究中的各种系统误差仍有许多亟需解决和研究的问题。项目主要对弱引力透镜的多项系统误差的处理方法进行了研究。对于“测光误差自修正方法”的研究提出了具体的数值解法并检验了精度。“快速模拟透镜天图生成方法”的研究着力解决弱引力透镜模拟天图产生困难的问题，并比较了方法产生天图的统计性质。“内禀指向效应的自修正方法”研究检验了标度关系的精度，而“提取宇宙学放大效应”的研究提出了如何从星系数目中提取弱引力透镜信号的方法，检验了各种情况下的应用性和适用范围。这些理论研究均为解决弱引力透镜问题中的一环，为后续研究提供铺垫。项目还支持了其他宇宙学探针的一些研究，例如如何获得全空间等权的本动速度场的统计性质，并提出了新的重构线性场的方法可应用于重子声波震荡峰信号的恢复。