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Mon 27 Dec 21 19:00:00 GMT -- Wed 29 Dec 21 19:00:00 GMT

人工ニューラルネットワークを使用して、模擬データセットから21cmのパワースペクトルと再電離パラメータを抽出する

Title Extracting_the_21-cm_Power_Spectrum_and_the_reionization_parameters_from_mock_datasets_using_Artificial_Neural_Networks
Authors Madhurima_Choudhury,_Abhirup_Datta,_Suman_Majumdar
URL https://arxiv.org/abs/2112.13866
\hi〜21cmのパワースペクトルの検出は、現在および今後のいくつかの低周波無線干渉計の主要な科学的推進力の1つです。しかし、そのような観測における主要な課題は、明るい前景から来ており、その正確な除去または回避がこれらの実験の成功の鍵となります。この作業では、人工ニューラルネットワーク(ANN)を使用して、合成データセットから\hi〜21cmのパワースペクトルを抽出し、\hi〜21cmのパワースペクトルから再電離パラメータを抽出する方法を示します。一連のシミュレーションを使用して、観測された全空パワースペクトル(前景と効果とともに21cmの信号を含む)から\hi〜信号パワースペクトルを直接抽出できるANNベースのフレームワークを初めて提示します。楽器の)。これを実現するために、2つの別々のニューラルネットワークの組み合わせを順番に使用しました。最初のステップとして、\texttt{ANN1}は、前景の破損した合成データセットから直接21cmのパワースペクトルを予測します。2番目のステップでは、\texttt{ANN2}は、\texttt{ANN1}から予測された\hi〜パワースペクトルから再電離パラメータを予測します。ANNベースのフレームワークは$9.01$の赤方偏移でトレーニングされており、範囲内の\kkモードの場合は$\rm{0.17<\kk<0.37〜Mpc^{-1}}$です。前景を含み、熱雑音で破損している模擬データセットを使用してネットワークのパフォーマンスをテストしました。これは、\textsc{ska-1low}と\textsc{hera}の観測の$1080$時間に相当します。ANNフレームワークを使用すると、さまざまなテストセットに対して$\approx95-99\%$の精度で\hi〜パワースペクトルを復元できます。予測された天体物理学的パラメータについては、\textsc{ska-1に対応する熱雑音で破損したテストセットに対して、$\approx〜81-90\%$および$\approx〜50-60\%$の精度を達成しました。それぞれ、low}と\textsc{hera}。

反復デレンシングを使用したレンズ付きCMB温度スペクトルからの原始パワースペクトル

Title Primordial_Power_Spectrum_from_Lensed_CMB_Temperature_Spectrum_using_Iterative_Delensing
Authors Rajorshi_Sushovan_Chandra,_Tarun_Souradeep
URL https://arxiv.org/abs/2112.14008
宇宙の大規模構造(LSS)によるCMBの弱いレンズ効果の存在下で、観測された宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の温度異方性から、原始パワースペクトル(PPS)のデコンボリューションにおける現在の警告に対処します。観測されたレンズ付きCMB温度異方性パワースペクトル$\widetilde{C}_{\から自由形式PPS、$P_R(k)$を再構築するコンテキストで使用される、人気のあるリチャードソンルーシー(RL)デコンボリューションアルゴリズムの変更を提案します。ell}^{TT}$。修正されたRLアルゴリズムが、弱いレンズ効果の場合など、非線形畳み込み問題のコンテキストで機能することを示します。非線形反復リチャードソン-ルーシー(NIRL)アルゴリズムは、いくつかの基礎となるPPSの機能を再構築する際に、収束と忠実度の両方で成功します。これにより、レンズ付きCMB温度観測のコンテキストで、PPS再構築の取り組みがより堅牢になります。反復デレンシングプロセスでは、PPSに関する事前の仮定は含まれていません。また、NIRLの再構築により計算コストが適度に増加するという犠牲を払って、以前に使用されたべき乗則テンプレートベースのデレンシングアプローチよりも明確な改善が見られます。

線形化された不均一レベルでの相互作用する暗黒エネルギー物質シナリオの動的システム分析

Title Dynamical_system_analysis_of_interacting_dark_energy-matter_scenarios_at_the_linearized_inhomogeneous_level
Authors Mohit_Kumar_Sharma_and_Sourav_Sur
URL https://arxiv.org/abs/2112.14017
バックグラウンドレベルの宇宙論的進化だけでなく、線形密度摂動のレベルでも臨界点と安定性を調べることにより、相互作用するダークエネルギー物質シナリオの動的システム分析を実行します。バックグラウンドレベルでの分析は、宇宙が最終的にダークエネルギー支配(ドジッター)時代に発生することを意味する安定した位相空間軌道につながる可能性がありますが、臨界点のスペクトルの2倍の縮退が物質密度の摂動の成長と崩壊の可能性による不均一な画像。成長因子の位相空間ダイナミクスを分析すると、臨界点の1つで、最初は1より大きいことがわかり、物質密度の変動が漸近的に消滅するため、安定した構成につながることがわかります。成長指数に関しては、物理的にもっともらしい軌道は、高赤方偏移で穏やかに進化し、時間の経過とともに急勾配になる軌道だけであることを示しています。しかし、そのような軌道は、宇宙の拡大の歴史を通して、成長指数の平均値になり、背景の$\L$CDM宇宙論に対応する値$6/11$から大きく外れることはありません。

極端な質量比のインスピレーションの重力波を介した暗黒物質スパイクのプロービング

Title Probing_Dark_Matter_Spikes_via_Gravitational_Waves_of_Extreme_Mass_Ratio_Inspirals
Authors Gen-Liang_Li,_Yong_Tang_and_Yue-Liang_Wu
URL https://arxiv.org/abs/2112.14041
暗黒物質の正確な特性は、証拠が蓄積されているにもかかわらず、ほとんど不明なままです。暗黒物質が弱く相互作用する巨大な粒子で構成されている場合、それは銀河中心のブラックホールによって付着し、密なカスピースパイクを形成します。このようなスパイクによる動摩擦は、連星系で観察可能な影響を与える可能性があります。暗黒物質のスパイクに含まれる巨大なブラックホールと楕円軌道の恒星の質量オブジェクトで構成される極限質量比インスパイア(EMRI)バイナリを検討します。周波数領域の重力波波形は大幅に変更できることがわかります。特に、暗黒物質は低周波では重力波の特徴的なひずみを抑制できるが、高域ではそれを増強できることを示しています。これらの効果は、暗黒物質の密度が高くなるにつれてより劇的になります。結果は、EMRIの信号対雑音比が$10^{-3}\sim0.3$〜Hz付近で大幅に減少する可能性があるが、1.0〜Hz付近でより高い感度で向上する可能性があることを示しています。これは、将来の宇宙搭載で調べることができます。GW検出器、LISAおよびTAIJI。調査結果は、EMRIの検出とパラメータの推論に重要な影響を及ぼします。

クラスターカウントIII。 $ \ Lambda $ CDM拡張機能クラスターの緊張

Title Cluster_counts_III._$\Lambda$CDM_extensions_and_the_cluster_tension
Authors Ziad_Sakr,_Stephane_Ilic,_Alain_Blanchard
URL https://arxiv.org/abs/2112.14171
この作業では、$\Lambda$CDMモデルをさらに拡張することで$\sigma_8$の緊張を緩和できるかどうかを調べます。そのために、CMB$C_{\ell}$をクラスターカウントSZサンプルと組み合わせて、クラスターの質量キャリブレーションパラメーター$(1-b)$は変化します。後者は$\sigma_8$で縮退します。これは、$\Lambda$CDMフレームワーク内の不一致を、CMBから取得した$\sigma_8$の制約に対応する$(1-b)\sim0.6$と$の間の不一致に変換します。(1-b)\sim0.8$、SZサンプルキャリブレーションに採用された値。一定の$w$は、物質密度([0.1,1.0])とハッブルパラメーター([30,200])の大きな事前分布とともに自由に変化できる場合、不一致を2$\sigma$未満に減らすことができることがわかります。基準$w$=-1をはるかに下回る値の場合。ただし、銀河クラスタリング調査で測定されたBAO機能の角直径距離などの他のプローブとさらに組み合わせる場合、後者は許可されませんでした。また、$w$に加えて、成長指数$\gamma$による成長率の変更を許可すると、緊張が緩和され、$(1-b)$の可能性が中心になります。$\sim$0.8のPlanckキャリブレーション値。ただし、ここでも、幾何学的距離プローブと組み合わせると不一致が復元され、$(1-b)$の優先値が$\sim$0.6の$\Lambda$CDMに戻ります。$w$と$\gamma$とともに、大規模なニュートリノのような$\Lambda$CDMにさらに拡張を導入する場合にも同じ状況が観察されますが、後者では、BAOデータセット。$\Lambda$CDMに対するこれらの一般的な拡張機能のいずれも不一致を修正することはできず、キャリブレーション係数の誤った決定が最も好ましい説明であると結論付けます...(要約)

万有引力定数を変えることで緊張を和らげることができますか?

Title Can_varying_the_gravitational_constant_alleviate_the_tensions_?
Authors Ziad_Sakr,_Domenico_Sapone
URL https://arxiv.org/abs/2112.14173
異なる赤方偏移での観測量からの宇宙論的一致モデルパラメータの制約は、通常、重力定数$G_N$の局所的に測定された値を使用して取得されます。ここでは、$G$を自由パラメーターと見なして、この仮定を緩和します。これは、赤方偏移の範囲で一定であるか、動的ですが、特定の赤方偏移より上でのみ基準値と異なるように制限されています。CMBデータと銀河団BAO機能からの距離測定を使用して、MCMCベイズ推定法を介して$G$とともに宇宙論的パラメーターを制約します。さらに、物質変動$\sigma_8$とハッブル$H_0$パラメーターの緊張がこの新しい変数によって緩和されるかどうかを調査します。定数$G$から動的$G$までのさまざまなパラメーター化を使用しました。この作業で調査したすべてのケースで、CMBとBAOの両方のデータを$\xi_{\mathrm{g}}=G/G_N$を1.0$\pm0.04$に制限して使用した場合に、緊張を緩和するメカニズムは見つかりませんでした(定数(または動的)の場合は、それぞれ$\pm0.01$)。最後に、スペクトルインデックスの実行を許可することの宇宙論的結果を調査しました。後者は$G$の変化に敏感であるためです。採用された2つのパラメーター化については、以前の結論に大きな変化は見られませんでした。

相対論的宇宙論ソフトウェアは、創発的なボリュームの進化を処理しますか?

Title Does_relativistic_cosmology_software_handle_emergent_volume_evolution?
Authors Justyna_Borkowska,_Boudewijn_F._Roukema
URL https://arxiv.org/abs/2112.14174
アインシュタイン方程式を完全に実装していない相対論的宇宙論的シミュレーションのためのいくつかのソフトウェアパッケージが最近開発されました。フリーライセンスのもののうちの2つは、inhomogとgevolutionです。重要な問題は、フリードマンの参照モデルよりも速い世界的に出現した体積の進化が、構造形成の平均化された効果から生じるかどうかです。したがって、緊急ボリュームの進化がパッケージによって正しくモデル化されていることを確認する必要があります。ソフトウェアのデフォルトの初期シード変動のランダムな実現を、シミュレーションの初期条件における空間的に一定の振幅の変動に数値的に置き換えます。摂動モデルの平均体積変化は、空間的に一定の摂動の挿入によって修正された元のフリードマン参照解に対応するフリードマン展開履歴のそれに従う必要があります。inhomogは、現在のエポックに至るまで、最初の順序で創発的なボリュームの進化を正しく可能にすることがわかります。$N=128^3$粒子の解像度と、初期の非ゼロの外因性曲率不変量$I_i=0.001$の初期条件の場合、inhomogは正確なフリードマン解を-0.00576%(Einstein-deSitter、EdS)または-に一致させます。0.00326%(LCDM)。gevolutionは、減衰モードをかなりの精度でモデル化し、構造によって成長モードを除外していることがわかります。$N=128^3$および初期スカラーポテンシャル$\Phi$=0.001の場合、生成は、0.0125%(EdS)または0.0125%(LCDM)への減衰モードで正確です。摂動フリードマンモデルの正確な非線形解のこの特殊なケースは、相対論的宇宙論的シミュレーションのためのロバストなキャリブレーションを提供すると結論付けます。

サブホライズンスケールの宇宙論的制約は、MGCLASSIIで重力理論を修正しました

Title Cosmological_Constraints_on_sub-horizon_scales_modified_gravity_theories_with_MGCLASS_II
Authors Ziad_Sakr,_Matteo_Martinelli
URL https://arxiv.org/abs/2112.14175
この論文では、公開されている\texttt{CLASS}コードの修正として構築された、新しい公開アインシュタイン-ボルツマンソルバー\texttt{MGCLASSII}を紹介します。これにより、修正重力理論の宇宙論的観測量を取得できます。それは、一般相対性理論からの逸脱のいくつかの一般的に使用されるパラメーター化を実装し、構造の成長と宇宙の背景進化への影響を、利用可能な代替理論のサブセットとともに計算しますが、まだ観測によって完全に除外されていません。\texttt{MGCLASSII}は、\texttt{MontePython}や\texttt{Cobaya}などのパラメータ推定コードと互換性があるように構築されています。この可能性を利用して、Planckコラボレーションで使用されるパラメーター化を制約し、この新しいコードの予測と、さまざまな機能を持つ新しく実装されたパラメーター化(z\_flex)を検証します。前者の場合、文献に存在する結果とよく一致しますが、後者のパラメーターには元の制約があり、標準の宇宙モデルである$\Lambda$CDMからの有意な逸脱は見つかりません。

将来の重力波デテーターによる改良されたモデルに依存しない方法による宇宙の曲率への制約

Title Constraint_on_cosmic_curvature_through_an_improved_model-independent_method_by_future_gravitational_waves_detedor
Authors Yuan_He,_Yu_Pan,_Dongping_Shi,_Jin_Li,_Shuo_Cao,_Wei_Cheng
URL https://arxiv.org/abs/2112.14477
空間曲率は非常に高い精度で測定されていますが、それでもよく知られている宇宙の曲率張力に悩まされています。本論文では、第2世代の宇宙ベースのDECi-hertz干渉波重力波観測所(DECIGO)によって観測されたバイナリ中性子星合体のシミュレーションデータを使用して、宇宙の曲率を決定するための改善された方法を提案します。宇宙クロノメーターのハッブルパラメーター観測をDECIGO標準サイレンに適用することにより、遠い過去を参照して宇宙曲率の測定を行うさまざまな可能性を探ります。1つは、仮想モデルの影響を受けずにガウス過程を通じてハッブルパラメーターを再構築することです。もう1つは、非平坦な$\Lambda$コールドダークマターモデルのフレームワークで$\Omega_K$の制約を導出することです。モデルに依存しない方法では、DECIGOは宇宙の曲率($\Omega_{K}=-0.007\pm0.016$)に対して信頼性が高く厳格な制約を提供できますが、宇宙の曲率はゼロであるとしか期待できませんでした。2番目のモデル依存メソッドで$\Delta\Omega_K=0.12$の精度で確立されます。したがって、我々の結果は、この論文で提案されたモデルに依存しない方法論の枠組みにおいて、DECIGOで十分に測定された標準サイレンの数が増えると、宇宙の曲率の推定のバイアスを大幅に減らすことができることを示しています。このような制約は、一致$\Lambda$CDMモデルに基づく、最新の宇宙マイクロ波背景放射(CMB)観測($\Delta\Omega_{K}\approx0.018$)によるPlanck2018の結果の精度にも匹敵します。

重力波と強い重力レンズを使用して宇宙論的緊張を探求する新しい方法

Title A_new_way_to_explore_cosmological_tensions_using_gravitational_waves_and_strong_gravitational_lensing
Authors Meng-Di_Cao,_Jie_Zheng,_Jing-Zhao_Qi,_Xin_Zhang,_Zong-Hong_Zhu
URL https://arxiv.org/abs/2112.14564
近年、標準宇宙論の危機は、いくつかの主要な宇宙論的パラメーター、たとえばハッブル定数$H_0$と宇宙曲率パラメーター$\Omega_K$の測定の不一致によって引き起こされています。宇宙論モデルに依存しない方法でそれらを再測定する必要があります。この論文では、距離和則に基づいて、強い重力レンズ時間遅延(SGLTD)データと重力波(GW)標準サイレンデータから後期宇宙で同時に$H_0$と$\Omega_K$を制約する方法を提示します。アインシュタイン望遠鏡(ET)の将来の観測からシミュレートされました。現在観測されている6つのSGLTDデータに基づいて、100GWのイベントを組み合わせた$H_0$の制約精度は、SH0ESコラボレーションの測定値に匹敵する可能性があることがわかりました。GWイベントの数が700に増えると、$H_0$の制約精度は\textit{Planck}2018の結果の制約精度を超えます。10年間の観測におけるETの控えめな推定として1000GWのイベントを考慮すると、0.5\で$H_0=73.69\pm0.36\mathrm{〜km〜s^{-1}〜Mpc^{-1}}$が得られます。不確実性%および$\Omega_K=0.076^{+0.068}_{-0.087}$。さらに、時間遅延距離の測定について、5\%の不確実性を持つ55のSGLシステムをシミュレートします。1000GWと組み合わせると、$H_0=73.63\pm0.33\mathrm{〜km〜s^{-1}〜Mpc^{-1}}$および$\Omega_K=0.008\pm0.038$と推測されます。私たちの結果は、このアプローチが宇宙論的緊張を探求する上で重要な役割を果たすことができることを示唆しています。

ローカリティの力:マップレベルでの原始的な非ガウス

Title The_Power_of_Locality:_Primordial_Non-Gaussianity_at_the_Map_Level
Authors Daniel_Baumann_and_Daniel_Green
URL https://arxiv.org/abs/2112.14645
原始的な非ガウス性はインフレ時代の敏感な調査であり、現在のCMBの制約の範囲を超えて桁違いに生きている多くの重要な理論的目標があります。宇宙の大規模構造の地図は、原則として、これらの目標を達成するための生の統計力を持っていますが、非線形進化の複雑さは、克服できないとは言えないまでも、これらの目標を達成する上で深刻な障害となると考えられています。この論文では、非線形構造形成によって提示される課題が誇張されていると主張します。原始的な非ガウス性でエンコードされた情報は、宇宙論的な距離によって分離された3つ以上の点での密度場の非局所的な相関関係に存在します。対照的に、非線形進化は密度場を局所的に変更するだけであり、これらの長距離相関を作成または破壊することはできません。後期の非ガウス性のこの局所性特性は、フーリエ空間および原始的な非ガウス性の標準的なバイスペクトル検索では不明瞭になります。したがって、大規模構造の位置空間マップで非ガウス性を測定することを提案します。概念実証として、正三角形の非ガウス性の場合を研究します。この場合、遅い時間の非線形性を伴う縮退が最も深刻です。マップレベルの分析がこの縮退を打破し、それによって以前の推定よりも拘束力を大幅に改善できることを示します。私たちの調査結果は、大規模構造マップのフォワードモデリングを含む「シミュレーションベースの推論」が原始的な非ガウス性の検索に劇的な影響を与える可能性があることを示唆しています。

サウンドシェルモデルの相転移重力波スペクトルに対する音速の影響

Title Sound_velocity_effects_on_the_phase_transition_gravitational_wave_spectrum_in_the_Sound_Shell_Model
Authors Xiao_Wang,_Fa_Peng_Huang,_Yongping_Li
URL https://arxiv.org/abs/2112.14650
宇宙論的相転移重力波は、初期の宇宙を研究するための新しいアプローチを提供する可能性があります。ほとんどの場合、音波メカニズムからの音響重力波が支配的です。対称相と破壊相の異なる音速を使用して、サウンドシェルモデルの音響相転移重力波スペクトルに対する音速の影響を研究します。異なる音速が、対応する重力波パワースペクトルのピーク周波数、ピーク振幅、および形状を明らかに変更する可能性があることを示します。したがって、より現実的な音速を取得すると、さまざまな重力波実験のより正確な予測が得られる可能性があります。

深層学習を用いた暗黒物質ハロー質量関数における宇宙速度場の役割の解明

Title Unravelling_the_role_of_cosmic_velocity_field_in_dark_matter_halo_mass_function_using_deep_learning
Authors Saba_Etezad-Razavi,_Erfan_Abbasgholinejad,_Mohammad-Hadi_Sotoudeh,_Farbod_Hassani,_Sadegh_Raeisi,_Shant_Baghram
URL https://arxiv.org/abs/2112.14743
暗黒物質の構造形成への洞察を得るための深層学習フレームワークの実装について説明します。宇宙論的な$N$体シミュレーションを通じて、ハロー質量関数の構築に対する速度と密度の場の情報の影響を調査します。この方向では、暗黒物質シミュレーションのみの初期スナップショットで畳み込みニューラルネットワーク(CNN)をトレーニングして、ハロー質量範囲$10.5<\logで個々の粒子が$z=0$に入るハロー質量を予測します。(M/M_{\odot})<14$。私たちの結果は、初期スカラー摂動の振幅を持つ宇宙論の標準モデル($\Lambda$CDM)に基づくシミュレーションを検討するときに、密度情報に加えて速度を含めることによる無視できる改善を示しています$A_s=2\times10^{-9}$。楕円体崩壊モデルを調査し、より小さな質量範囲での速度の影響を研究するために、シミュレーションの解像度にあるより大きなハローでの速度の影響を確認できるように、初期パワースペクトルを増やします。$A_s$が大きいシミュレーションスナップショットでトレーニングされたCNNモデルは、速度フィールド情報を追加すると、ハロー質量予測が大幅に改善されることを示しています。最終的に、$A_s=8\times10^{-8}$のシミュレーションでは、密度情報のみでトレーニングされたモデルは、速度と密度の両方の情報を使用したモデルと比較して、平均二乗誤差が少なくとも$80\%$増加することを示しています。ほとんどすべての質量スケールで、これは密度のみのモデルがこの場合のハロー質量を予測できないことを示しています。私たちの結果は、ハロー崩壊に対する速度場の影響はスケールに依存し、質量スケール$10.5<\log(M/M_{\odot})<14$の宇宙論の標準モデルでは無視できる影響を与えることを示しています。

MAPSのラインエミッションと連続体下部構造の間に有意な相関関係はありません

Title No_Significant_Correlation_between_Line_Emission_and_Continuum_Substructures_in_MAPS
Authors Haochang_Jiang,_Wei_Zhu,_Chris_W._Ormel
URL https://arxiv.org/abs/2112.13859
最近、惑星形成スケール(MAPS)のALMAを備えた分子ALMALargeProgramは、連続放出のダストリングとギャップと一致する多数の線放出下部構造を報告し、これらの軸対称線放出とダスト連続体下部構造の間の因果関係を示唆しています。主張された相関のロバスト性をテストするために、下部構造で観測された空間オーバーラップ率を、帰無仮説からのそれと比較します。この場合、オーバーラップは、線放出下部構造のランダムな配置から生じると想定されます。私たちの結果は、連続放射と連続体下部構造の間に普遍的な相関関係があるという統計的に有意な証拠がないことを明らかにし、連続体リングと圧力バンプの間に頻繁に行われるリンクに疑問を投げかけています。分析はまた、外れ値を明確に識別します。MWC480の化学リングとダストギャップは強く相関しているように見え(${>}4\sigma$)、COアイソトポログのギャップは適度に相関する傾向があります(${\sim}3\sigma$)リング。

月の石の壊滅的な破裂:月の石のサイズ-頻度分布への影響

Title Catastrophic_rupture_of_lunar_rocks:_Implications_for_lunar_rock_size-frequency_distributions
Authors O._Ruesch,_R._M._Marshal,_W._Iqbal,_J._H._Pasckert,_C._H._van_der_Bogert,_M._Patzek
URL https://arxiv.org/abs/2112.13879
多くの空気のない惑星の表面のように、月の表面はブロックと小さな岩の集団によって散らばっています。これらの特徴は、衝撃衝撃による粉砕のために曝露時間が長くなるにつれて量が減少し、レゴリスを生成します。ここでは、Hoerzetal。のモデルを更新することにより、ブロックサイズ-度数分布の進化をモデル化します。(1975)新しい入力関数:過去数十年にわたって観測されたcmスケールの流星物質のサイズ-頻度分布と岩石衝撃粉砕関数。衝撃粉砕機能は、既知の年齢の月のブロックサイズ-頻度分布の測定値を使用して較正されます。累積ブロックサイズ-度数分布は、若い集団のべき乗則(<〜50Myr)から高齢者の指数分布に時間とともに変化することがわかります。新しい破壊率は元のモデルの不確実性の範囲内ですが、サイズが5cmを超える場合、元の最良の推定値の2倍の速さです。より速い速度は、他の研究によって報告された観察結果とおおむね一致しています。入力関数は小さな岩のサイズで知られているため、岩の存在量は、現在の画像の空間分解能(0.5m)よりも小さいサイズで理論的に決定できます。ブロックフィールドの表面露出年代は、ブロックサイズ-頻度分布の測定からの初期ブロック存在量と一緒に推定することができます。

リュウグウのクレーター分布によって制約されたリサーフェシングプロセス

Title Resurfacing_processes_constrained_by_crater_distribution_on_Ryugu
Authors Naofumi_Takaki,_Yuichiro_Cho,_Tomokatsu_Morota,_Eri_Tatsumi,_Rie_Honda,_Shingo_Kameda,_Yasuhiro_Yokota,_Naoya_Sakatani,_Toru_Kouyama,_Masahiko_Hayakawa,_Moe_Matsuoka,_Manabu_Yamada,_Chikatoshi_Honda,_Hidehiko_Suzuki,_Kazuo_Yoshioka,_Kazunori_Ogawa,_Hirotaka_Sawada,_Patrick_Michel,_Seiji_Sugita
URL https://arxiv.org/abs/2112.14096
小惑星の地質学的変化過程を理解することは、それらの表面の歴史に関する情報を提供することができます。宇宙船からの小さな小惑星の画像は、小さなクレーターの観点から枯渇を示しています。地震の揺れは、クレーターの消去と、レゴリス対流またはブラジルナッツ効果を介して小惑星の地質を変更する主な要因の原因であると考えられていました。しかし、日本のはやぶさ2ミッションによる小惑星リュウグウへの最近の人工衝撃実験は、最小限の地震活動を明らかにしました。地震揺れモデルが観測されたクレーターの記録を再現できるかどうかを調べるために、リュウグウのクレーター分布を、凝集のない条件下でクレーター生成関数を使用して分析しました。リュウグウ、イトカワ、エロス、ベンヌの小惑星について推定されたクレーターのサイズ頻度分布とクレーター生産関数を使用して、クレーターの保持年齢をクレーターの直径の関数として推定しました。べき乗則のインデックス「a」は拡散プロセスと矛盾していることがわかりました(たとえば、地震の揺れ、a=2)。この結果は、拡散方程式に基づく地震振動モデルでは、小さな小惑星の火口分布を説明できないことを示唆しています。代替プロセスには、おそらくリュウグウの地形学的およびスペクトル的特徴の起源である表面流が含まれます。1mより浅い深さでの物質の垂直混合は、クレーターと閉塞によって10^3-10^5年にわたって起こることを示しています。リュウグウの若い表面年齢は、以前の研究で示唆されているように、クレーターから生じる遅い宇宙風化と一致しています。2〜4mの深さでのリサーフェシングに必要なタイムスケール(10^4〜10^6年)は、リュウグウと衝突するインパクターの分布を制限するために、返されたサンプルの宇宙線曝露年齢と比較できます。

惑星の離心率が小石の隔離質量にどのように影響するか

Title How_the_planetary_eccentricity_influences_the_pebble_isolation_mass
Authors Ra\'ul_O._Chametla,_Fr\'ed\'eric_S._Masset,_Cl\'ement_Baruteau_and_Bertram_Bitsch
URL https://arxiv.org/abs/2112.14214
原始惑星系円盤の固定離心率上の惑星の小石分離質量を、ダスト乱流拡散を含む一連の2D流体力学的シミュレーションを実行することによって調査します。$e=0.2$までの惑星の偏心の範囲が採用されています。私たちのシミュレーションは、$\alpha-$乱流粘度の範囲もカバーしており、各ペア$\{\alpha、e\}$について、小石の分離質量は、ストークス数の固体が存在するように、シミュレーションの最小惑星質量として推定されます。$\gtrsim0.05$は惑星の軌道を横切って流れず、惑星のギャップの外側の圧力バンプの周りに閉じ込められたままになります。$\alpha<10^{-3}$の場合、離心率がディスクのアスペクト比よりも小さいままである場合、離心率の惑星は明確に定義された小石の分離質量に達することがわかります。小石の分離質量が惑星の離心率にどのように依存するかについての適切な公式を提供します。ただし、$\alpha>10^{-3}$の場合、偏心した惑星は小石の流れを完全に停止させることができないため、明確に定義された小石の分離質量に到達しません。我々の結果は、岩石コアが到達する最大質量は、ディスクの乱流粘度に応じて二分法を示すはずであることを示唆しています。低粘度のディスクでは${\calO}(10\、M_\oplus)$に制限されますが、この最大質量は、惑星の近くで乱流粘度が高いディスクでははるかに大きな値に達する可能性があります。私たちの結果はさらに、成長する惑星による小石のフィルタリングは、特に高粘度の円盤では、原始惑星系円盤の観測に重要な意味を持って、以前考えられていたほど効果的ではない可能性があることを強調しています。

近接する惑星のスピン軌道相互作用

Title Spin-orbit_coupling_for_close-in_planets
Authors Alexandre_C._M._Correia,_Jean-Baptiste_Delisle
URL https://arxiv.org/abs/2112.14335
マルチボディシステムにおける近接惑星のスピン進化を研究し、スピン軌道相互作用の非常に一般的な定式化を提示します。これには、軌道摂動からスピンダイナミクスを調べる簡単な方法、強制秤動と潮汐変形を計算するための新しい方法、および潮汐トルクと共鳴における捕獲確率の一般式が含まれます。惑星-惑星の摂動が、ほぼ円軌道の場合でも、地球サイズの惑星のスピンを非同期または無秩序な状態に追いやることができることを示します。結果を水星と3/2平均運動共鳴の2つのスーパーアースのKOI-1599システムに適用します。

金星大気の125-400nm領域におけるガス種と未知のUV吸収体による吸収の効果的なパラメータ化

Title Effective_parameterization_of_absorption_by_gaseous_species_and_unknown_UV_absorber_in_125-400_nm_region_of_Venus_atmosphere
Authors Boris_Fomin_and_Mikhail_Razumovskiy
URL https://arxiv.org/abs/2112.14487
金星大気における太陽放射の分子吸収の効果的なパラメータ化を提示します。これは、スペクトル領域125〜400nm(25000〜80000cm-1)での放射伝達計算を加速するための大循環モデリングに対応しています。F-UVおよびM-UV領域では、CO2の強い吸収により、2つの有効断面積のみでガス吸収をパラメータ化できます。N-UV領域では、SO2と未知のUV吸収剤の吸収は、5つの有効断面積でパラメーター化されます。また、金星の雲のレイリー散乱と光学特性の処理には、7つの有効なスペクトル点が推奨されます。パラメータ化は、元の参照行ごとのモンテカルロ放射伝達モデルによって検証されました。検証の結果は、フラックスの不一致が3%未満であることを示しています。したがって、紫外線領域全体の太陽フラックスと加熱速度を適切に記述するには、放射伝達方程式の7倍の解しか必要ありません。

スーパーアース、スーパーマーキュリー、およびそれらのホスト星の構成

Title Composition_of_super-Earths,_super-Mercuries,_and_their_host_stars
Authors V._Adibekyan,_N._C._Santos,_C._Dorn,_S._G._Sousa,_A._A._Hakobyan,_B._Bitsch,_Ch._Mordasini,_S._C._C._Barros,_E._Delgado_Mena,_O._D._S._Demangeon,_J._P._Faria,_P._Figueira,_B._M._T._B._Soares,_and_G._Israelian
URL https://arxiv.org/abs/2112.14512
それらの共通の起源のために、惑星のビルディングブロックの構成は、一次的に、特に耐火性の要素のために、恒星の大気の構成と相関するべきであると仮定されました。実際、Fe、Mg、Siなどの耐火性および主要な岩石形成元素の相対的な存在量に関する情報は、地球型惑星の内部推定を改善するために一般的に使用されてきました。最近Adibekyan等。(2021)岩石の惑星とそれらのホスト星の間の緊密な化学的リンクの証拠を提示しました。この研究では、最近発見された6つの太陽系外惑星をアディベキアンらのサンプルに追加し、これらの新しいデータに照らしてそれらの発見を再評価します。i)岩石の太陽系外惑星の鉄の質量分率は、それらのホスト星の組成と相関している(ただし、1:1の関係ではない)、ii)惑星の鉄の質量分率は、平均して原始惑星の鉄の質量分率よりも高いことを確認します。原始惑星系円盤の質量分率、iii)超水銀は鉄含有量の高い円盤で形成されます。これらの結果に基づいて、ディスク化学と惑星形成プロセスは、スーパーアースとスーパーマーキュリーの構成、形成、進化において重要な役割を果たしていると結論付けています。

超高速星の起源に対する制約:速度分布、合併、星形成の歴史

Title Constraints_on_the_origins_of_hypervelocity_stars:_velocity_distribution,_mergers_and_star-formation_history
Authors Aleksey_Generozov_and_Hagai_B._Perets
URL https://arxiv.org/abs/2112.13864
近年の調査では、天の川のハローにある数十個のB星が、局所的な脱出速度よりも速く移動していることが確認されています。これらの超高速星(HVS)のほとんどの起源は、まだ十分に制約されていません。ここでは、速度分布、特に700km/sを超えるHVSの不足が、銀河中心の巨大なブラックホール(MBH)によるバイナリ破壊と矛盾していることを示しています。この結論は、完全および空のロスコーンレジーム、および偏心ディスクの長期的な不安定性にも当てはまります。バイナリとMBHの間の複数の密接な遭遇を考慮しても、結果は質的に変化しません。さらに、銀河中心には、HVSと一致する対応する集団は観察されていません。星形成の履歴は、HVSの速度分布を説明するように調整できますが、この調整により、観測されたHVSの飛行時間との不一致が生じます。MBHとの相互作用によるバイナリコンポーネントの頻繁な恒星衝突は、銀河ハローの速度分布に大きな影響を与えません。しかし、そのような衝突は銀河中心に観測可能な残骸を残す可能性があり、G2のような塵の雲の起源を説明する可能性があります。

銀河の自動形態分類:畳み込みオートエンコーダーとバギングベースのマルチクラスタリングモデル

Title Automatic_morphological_classification_of_galaxies:_convolutional_autoencoder_and_bagging-based_multiclustering_model
Authors C._C._Zhou,_Y._Z._Gu,_G._W._Fang,_and_Z._S._Lin
URL https://arxiv.org/abs/2112.13957
ラベルのない銀河の形態学的情報を取得するために、銀河の形態学的分類のための教師なし機械学習(UML)法を提示します。これは、次の2つの側面に要約できます。(1)畳み込みオートエンコーダー(CAE)の方法論を使用して寸法と画像データからの特徴の抽出。(2)バギングベースのマルチクラスタリングモデルは、一貫性のない投票が行われている係争中のソースを拒否することを犠牲にして、高い信頼性で分類を取得するために提案されています。この方法は、CANDELSの$H<24.5$の銀河のサンプルに適用されます。銀河は100のグループにクラスター化され、それぞれに類似した特性を持つ銀河が含まれています。形態学的分類の堅牢性を調べるために、回転楕円体、初期型ディスク、後期型ディスク、不規則、および分類できません。分類できないカテゴリと投票に一貫性のないソースを削除した後、残りの4つのサブクラスの純度が大幅に向上します。巨大な銀河($M_*>10^{10}M_\odot$)は、他の物理的性質との関係を調査するために選択されています。分類スキームは、U-VおよびV-J色空間とGini-$M_{20}$空間で銀河をうまく分離します。S\'{e}rsicインデックスと有効半径の漸進的な傾向は、回転楕円体サブクラスから不規則サブクラスまで示されています。これは、CAEとマルチクラスタリング戦略の組み合わせが、同様の特徴を持つ銀河をクラスター化するための効果的な方法であり、高品質の形態学的分類を生み出すことができることを示唆しています。私たちの研究は、中国宇宙ステーション望遠鏡で行われる将来の観測を発展させ、提供する形態素解析におけるUMLの実現可能性を示しています。

約2Gyr前の小マゼラン雲における巨大分子雲からの星団形成:それらの起源、構造、および運動学

Title Star_cluster_formation_from_giant_molecular_clouds_in_the_Small_Magellanic_Cloud_about_2_Gyr_ago:_their_origin,_structures,_and_kinematics
Authors Mia_L_Williams,_Kenji_Bekki,_Madeleine_L_McKenzie
URL https://arxiv.org/abs/2112.13970
最近の観測によると、小マゼラン雲(SMC)の星団(SC)の年齢分布は、2Gyr前に鋭いピークを示しています。ただし、SMCでのSCのこのような突然の形成の原因となる物理的プロセスは、理論的には不明です。ここでは、約2Gyr前のSMCと大マゼラン雲(LMC)との潮汐相互作用の間に、初期質量が$10^5$$\text{M}_\odot$を超える大規模なSCが形成されるかどうかを調査します。ダスト粒子上での分子水素形成と巨大分子雲(GMC)内でのSC形成を含む新しいシミュレーション。LMC-SMC相互作用の潮汐力により、質量が$10^5$$\text{M}_\odot$を超えるGMCの形成を劇的に強化できることがわかりました。また、重力によって束縛された巨大なSCがこれらのGMC内に形成される可能性があることもわかりましたが、それらの平均恒星密度($10^4$$\text{M}_\odot\text{pc}^{-3}$)は体系的に本物の球状星団(GC)のもの。シミュレートされたすべてのSCには、出生時のGMC内のサブクラスターの複数のマージから形成された拡散拡張恒星エンベロープがあります。さらに、シミュレートされたSCのいくつかは、かなりのグローバルな内部回転とそれらを取り巻く下部構造を持つ可能性があることがわかります。これらのシミュレーション結果に基づいて、SMCで観測されたSCの多様な特性の起源と、GMCからの大規模なSCの形成における銀河相互作用の物理的役割について説明します。

親銀河内の球状星団のシミュレーション:金属量の広がりと異常な前駆体集団

Title Simulations_of_globular_clusters_within_their_parent_galaxies:_Metallicity_spreads_and_anomalous_precursor_populations
Authors Madeleine_McKenzie,_Kenji_Bekki
URL https://arxiv.org/abs/2112.13971
球状星団(GC)の最近の観測は、元素の存在量の変動が第1世代(1G)の星の間に存在する可能性があることを示唆しています。巨大分子雲(GMC)を形成するGC内に広がる金属量(「金属量」)が、将来のクラスターメンバーの鉄量に影響を与える可能性があることを提案します。これを調査するために、我々は元の流体力学的シミュレーションを使用して、高赤方偏移矮小銀河におけるGMC形成をモデル化します。私たちのシミュレーションは、恒星のフィードバック、塵の形成と破壊、塵の粒子上の分子ガスの形成などの物理的プロセスを自己無撞着にモデル化しており、GMC形成の研究に非常に適しています。GMCにおける鉄の存在量の変動は、ガス塊と自己濃縮プロセスの融合によるものであると結論付けています。GC形成凝集塊の金属量分散は約0.1dexであり、GC内の非ゼロ分散を主張する研究の数が増えていることを反映しています。銀河系ガスの割合は、塊の形成の重要なパラメータであり、銀河系GCと銀河系外GCの両方で観察される金属量の「床」は、大規模なGMCを形成する親銀河の能力に関連しています。最後に、GMCには、周囲の金属の少ない銀河円盤の星をトラップする可能性があると主張します。これは、前駆体集団(0G)と解釈されます。これらの低金属量の星は、ホストの矮星の[Fe/H]値を表しており、したがって、この0Gの化学的性質は、親銀河の化石化した記録である可能性があります。これらの結果は、銀河の初期の金属量と放射状勾配、星形成のしきい値ガス密度、および星形成の処方に依存します。

星形成履歴を制約するための教師なしドメイン適応

Title Unsupervised_Domain_Adaptation_for_Constraining_Star_Formation_Histories
Authors Sankalp_Gilda,_Antoine_de_Mathelin,_Sabine_Bellstedt_and_Guillaume_Richard
URL https://arxiv.org/abs/2112.14072
今日の機械学習の一般的なパラダイムは、過去の観察結果を使用して将来の観察結果を予測することです。しかし、現在を考えると過去を知ることに興味があるとしたらどうでしょうか。この状況は確かに天文学者が頻繁に戦わなければならない状況です。私たちの宇宙の形成を理解するために、私たちは銀河の目に見える質量含有量の時間発展を導き出さなければなりません。しかし、完全な星の生命を観察するには、10億年待つ必要があります!この困難を克服するために、天体物理学者はスーパーコンピューターを活用し、宇宙の現在の年齢まで銀河のシミュレートされたモデルを進化させ、観測された放射線と星形成履歴(SFH)の間のマッピングを確立します。このようなグラウンドトゥルースSFHは、実際の銀河観測には欠けています。ベイズフィッティング法を使用したスペクトルエネルギー分布(SED)から、通常は信頼性が低いと推測されます。この調査では、最終的に観測データに適用できる手法を開発するために必要な最初のステップとして、シミュレートされたデータを使用して銀河の正確なSFHを導出する教師なしドメイン適応の機能について説明します。

DR21(OH)トライデント-クラスター形成の初期条件として、大規模な尾根を3本の絡み合った繊維に分解

Title The_DR21(OH)_Trident_--_Resolving_the_Massive_Ridge_into_Three_Entangled_Fibers_As_the_Initial_Condition_of_Cluster_Formation
Authors Yue_Cao,_Keping_Qiu,_Qizhou_Zhang,_Guang-Xing_Li
URL https://arxiv.org/abs/2112.14080
ハブフィラメントシステムを形成する高質量の星とクラスターの中心部分であるDR21(OH)リッジは、空間的および運動学的に、ほぼ南北方向の3つのほぼ平行なファイバー(f1、f2、およびf3)に分解されます。H$^{13}$CO$^+$(1-0)、N$_2$H$^+$(1-0)、およびNH$_2$D(1$_{1,1}$-1$_{0,1}$)ミリメータ天文学の研究のための複合アレイ。これらの繊維はすべて穏やかに超音速(音速の約2倍の$\sigma_{\rmV}$)で、長さは約2pc、幅は約0.1pcで、最も活発な高質量の南で絡み合って結合します。星形成が起こります。それらはすべて、それらの低質量の対応物よりも1〜2桁高い線質量を持ち、半径方向と軸方向の両方で重力的に不安定です。しかし、f1だけが繊維に沿ってずっと高質量の星形成を示していますが、f2とf3はそれらの北部で有意な星形成の兆候を示していません。北から南に向かって増加する大きな速度勾配がf3で見られ、この地域で最も大きく活発な高密度コアに向かう自由落下運動のモデルでよく再現できます。これは、尾根の全体的な崩壊を裏付けており、潮汐力の破壊的な影響は、f2とf3の星形成の非効率性を説明するかもしれません。より大きなスケールでは、低密度の周辺フィラメントのいくつかは、繊維の外側の延長である可能性が高く、隆起の起源に関するヒントを提供します。

はくちょう座Xの塊、コア、および凝縮の調査:II。大規模高密度コアの無線特性

Title Surveys_of_Clumps,_Cores,_and_Condensations_in_the_Cygnus_X:_II._Radio_Properties_of_the_Massive_Dense_Cores
Authors Yuwei_Wang,_Keping_Qiu,_Yue_Cao,_Yu_Cheng,_Junhao_Liu,_Bo_Hu
URL https://arxiv.org/abs/2112.14081
KarlG.Jansky超大型アレイを使用して、CygnusX星形成複合体の47個の巨大な高密度コア(MDC)のサンプルに向けて、高感度で高解像度の電波連続体研究を実施しました。〜0.01pcスケールまでの星形成活動​​に関連する電波放射。MDCの半値全幅(FWHM)内またはその周辺で64の電波源を検出しましたが、そのうち37が初めて報告されました。検出された電波源の大部分は、MDC内に埋め込まれた塵の凝縮に関連しており、ほとんどが弱くてコンパクトです。8つのソースのスペクトルエネルギー分布を作成できます。それらのうちの2つは非熱放射を示し、他の6つは熱フリーフリー放射を示します。電波源のほとんどは、巨大な若い恒星状天体から発生するイオン化されたジェットまたは風であると判断しましたが、超小型のHII領域である可能性が高いのはごくわずかです。さらなる定量分析は、検出された電波源の電波光度がMDCの進化経路に沿って増加することを示しています。

Starduster:放射伝達シミュレーションと深層学習に基づく多波長SEDモデル

Title Starduster:_A_multi-wavelength_SED_model_based_on_radiative_transfer_simulations_and_deep_learning
Authors Yisheng_Qiu_and_Xi_Kang
URL https://arxiv.org/abs/2112.14434
ダスト放射伝達シミュレーションをエミュレートすることにより、銀河の幾何学パラメーターと星形成履歴から多波長SEDを予測する教師あり深層学習モデルであるStardusterを紹介します。このモデルは、3つの特別に設計されたニューラルネットワークで構成されており、ダストの減衰と放出の機能を考慮に入れています。スカート放射伝達シミュレーションを利用して、ニューラルネットワークのトレーニングデータのデータを生成します。各ニューラルネットワークは、$\sim4000〜5000$サンプルを使用してトレーニングできます。スカートシミュレーションの直接の結果と比較して、私たちの深層学習モデルは、FUVからFIRの波長で$0.1〜0.2$のマグエラーを生成します。一部のバンドでは、不確実性はわずか$0.01$magです。アプリケーションとして、IC4225とNGC5166の観測されたSEDにモデルを適合させます。私たちのモデルは観測を再現することができ、IC4225とNGC5166の両方がエッジオン銀河であることをうまく予測できます。ただし、予測されるジオメトリパラメータは、画像フィッティングの研究とは異なります。私たちの分析は、不一致は主に恒星円盤とバルジの星形成の歴史における縮退によるものであることを示唆しています。さらに、SEDモデルによる$20\、\rm\mum-80\、\rm\mum$での予測フラックスは、バルジ半径と相関していることがわかります。私たちのSEDコードは公開されており、半解析モデルからの銀河のSEDフィッティングとSEDモデリングの両方に適用できます。

N、NH、NH $ _2 $を組み込んだ星間PAH分子の赤外スペクトルの理論的研究

Title Theoretical_study_of_infrared_spectra_of_interstellar_PAH_molecules_with_N,_NH_&_NH$_2$_incorporation
Authors Akant_Vats,_Amit_Pathak,_Takashi_Onaka,_Mridusmita_Buragohain,_Itsuki_Sakon_and_Izumi_Endo
URL https://arxiv.org/abs/2112.14453
この作業では、密度汎関数理論(DFT)を使用して、N、NH、およびNH$_2$を組み込んだ窒素(N)含有多環芳香族炭化水素(PAH)分子の赤外スペクトルの理論計算を示します。2〜15$\mu\rmm$の振動モードの特性は、未確認の赤外線(UIR)バンドに関連して調査されます。中性PAHをNH$_2$およびN(内側の位置)に組み込むと、これまでイオン化されたPAHに通常起因していた6.2、7.7、および8.6$\mu\rmm$に強い赤外線バンドが生成されることがわかります。現在の結果は、6.2および11.2$\mu\rmm$の強いバンドが、いくつかのN含有PAHの同じ電荷状態から生じる可能性があることを示唆しており、6.2〜11.2$\のNが豊富な天文領域が存在する可能性があると主張しています。mu\rmm$バンド比は、PAHのイオン化の直接的な指標ではありません。炭素構造内にNH$_2$とNがあるPAHは、星形成領域と反射星雲(クラスA)に特徴的なUIRバンドの特徴を示していますが、周辺にNがあるPAHは、惑星状星雲に見られるUIRバンドと同様のスペクトルを持っています。星雲とAGB後の星(クラスB)。PAHの周辺にN原子が存在すると、HまたはH$^{+}$を引き付けて、NHおよびNH$_2$結合を形成し、2.9〜3.0$\mu\rmm$付近の特徴を示す可能性があります。まだ観察的に検出されました。観測にそのような特徴がないことは、この範囲の集中観測でよりよくテストできるNHおよびNH$_2$置換PAHの寄与を制約します。ただし、炭素構造の周辺または内部にHがないNを含むPAHは、2.9〜3.0$\mu\rmm$の特徴がないため、存在量の制約がなく、UIRバンドの位置に関連しています。。より深い洞察を得るためには、広範な理論的および実験的研究が必要です。

クラスIメタノールメーザーを使用した天の川の電子対プロトン質量比勾配のプロービング

Title Probing_the_electron-to-proton_mass_ratio_gradient_in_the_Milky_Way_with_class_I_methanol_masers
Authors S._A._Levshakov,_I._I._Agafonova,_C._Henkel,_Kee-Tae_Kim,_M._G._Kozlov,_B._Lankhaar,_W._Yang
URL https://arxiv.org/abs/2112.14560
天の川銀河に分布するClassIメタノールメーザーの観測に基づいて、電子とプロトンの質量比mu=m_e/m_pのわずかな変化を評価することにより、仮想の隠れたフィールドと標準物質の非ユニバーサルカップリングの限界を推定します。ガラクトセントリック距離の範囲4<R<12kpc。44GHzと95GHzのメタノールライン間で測定された速度オフセットDeltaV=V44-V95は、これまでのところ、空間勾配k_mu=d(Deltamu/mu)/dR<2x10^-9kpc-に対する最も厳しい制約の1つを提供します。1およびDeltamu/mu<2x10^-8の上限。ここで、Deltamu/mu=(mu_obs-mu_lab)/mu_labです。また、オフセットDeltaVは、0.022+/-0.003km/s(1sigmaC.L.)で分離された2つのグループにクラスター化されていることがわかります。グループ化は、おそらく44GHzと95GHzのメタノールメーザー放出におけるさまざまな超微細遷移の優位性によるものです。どの遷移が優先されるかは、メタノール分子内の4つの水素原子の核スピンの整列(分極)によって決まります。この結果は、メタノールメーザー作用に関与する好ましい超微細遷移があることを確認しています。

LHAASO源のニュートリノ観測:現在と展望

Title Neutrino_Observations_of_LHAASO_Sources:_Present_and_Prospect
Authors Tian-Qi_Huang,_Zhuo_Li
URL https://arxiv.org/abs/2112.14062
大規模高高度空気シャワー天文台(LHAASO)は、PeV宇宙線の加速器となる可能性のある100TeVを超える重大な放出を伴う多数のガンマ線源を観測しました。ニュートリノ観測は、これらの高エネルギーガンマ線がハドロン過程(宇宙線による)またはレプトン過程(電子による)のどちらで生成されるかを答えるために必要です。ベイズ法と10年間(2008-2018)のIceCubeデータを使用して、LHAASO線源からのハドロンガンマ線フラックスを制限します。現在の観測では、ハドロン成分がかに星雲からのガンマ線に寄与するのは70%以下であり、数百TeV未満のガンマ線のハドロン起源を嫌っています。他のLHAASOソースの場合、90%C.L。ハドロンガンマ線フラックスの上限は、観測されたガンマ線フラックスよりもまだ高いです。ソース拡張の仮定と統計的アプローチによる不確実性を定量的に説明します。また、現在および将来のニュートリノ望遠鏡を使用した複合検索で、LHAASOソースのニュートリノ観測を評価します。

クエーサー宇宙論的距離の測定に向けた宇宙ベースの光干渉計の応用

Title Application_of_the_space-based_optical_interferometer_towards_measuring_cosmological_distances_of_quasars
Authors Ying-Ke_Huang,_Yue-Dong_Fang,_Kai-Xing_Lu,_Zhi-Xiang_Zhang,_Ji-Lin_Liu,_Sha-sha_Li,_Bao-Rui_Luo,_Qin_Lin,_Zhuo-Xi_Huo
URL https://arxiv.org/abs/2112.14069
分光天文測定(SA)と残響マッピング(RM)観測の共同分析によるクエーサー距離の測定は、宇宙論の発展を推進するための新しい方法です。この論文では、詳細なシミュレーションと分析を実行して、4つの基本的な観測パラメータ(ベースラインの長さ、露光時間、等価直径、スペクトル分解能)が微分位相曲線(DPC)のデータ品質に及ぼす影響、さらには距離測定。私たちのシミュレーションでは、微分位相信号を生成するために、ブロードライン領域(BLR)の軸対称ディスクモデルを採用しています。ベースラインを拡張することにより、微分位相とそのポアソン誤差を増幅できる一方で、BLRモデルのフィッティング中にOPD(光路差)誤差の影響を低減できることがわかります。より長い露光時間またはより大きな等価直径は、絶対ポアソン誤差を減らすのに役立ちます。したがって、上記の3つのパラメータのいずれかを増やすことにより、DPCの相対誤差を減らすことができ、距離測定の精度を向上させることができます。対照的に、$D_{\rm{A}}$(絶対角距離)の不確実性は、DPCの相対誤差が増幅されますが、より高いスペクトル分解能で改善できます。距離測定の不確かさがDPCの相対誤差によってどのように変化するかを示します。シミュレーションでBLRのより複雑な構造と運動学を考慮せずに、モデルパラメータの特定のセットについて、DPCの相対誤差$<$20$\%$が正確な距離測定の限界であることがわかります。DPCの相対誤差には下限(約5$\%$)があり、距離測定の不確かさは2$\%$よりも優れている可能性があります。

ガンマ線バーストにおける降着の多くの面

Title Many_faces_of_accretion_in_gamma_ray_bursts
Authors Agnieszka_Janiuk
URL https://arxiv.org/abs/2112.14086
降着は、他のジェット源と同様に、GRBの相対論的ジェットに電力を供給します。長いGRBの中心にあるブラックホールは、恒星進化の最終産物として形成されます。誕生時に、GRBSに電力を供給することができるように、ブラックホールのいくつかは非常に速く回転している必要があります。場合によっては、ブラックホールはディスク/ジェットエンジンを形成せずに発生する可能性があり、その後、星は電磁過渡現象なしに崩壊します。この手順では、磁化されたディスクから停止状態で可変ジェットを発射するための条件について説明します。また、GRBの前駆体として崩壊する大質量星の特性と、崩壊星が明るいガンマ線トランジェントを生成するために星が満たさなければならない条件についても説明します。ブラックホールの回転は、崩壊する物質の自己重力によってさらに影響を受けることがわかります。最後に、降着円盤が核密度と温度の極端な条件下での特性についてコメントしますが、それは短いGRBに伴うキロノバに寄与する可能性があります。

アクシオン様粒子を用いたVHEブレーザースペクトルモデルの関連性

Title Relevance_of_VHE_Blazar_Spectra_Models_with_Axion-Like_Particles
Authors Hai-Jun_Li
URL https://arxiv.org/abs/2112.14145
天体物理学的磁場における光子とアクシオン様粒子(ALP)の振動は、測定された非常に高いエネルギー(VHE;$\mathcal{E}\gtrsim100\、\rmGeV$)$\gamma$線スペクトルを変更する可能性がありますブラザール源の。この論文では、2017年にMAGICと\textit{Fermi}-LATによって測定されたブレーザーMarkarian421(Mrk〜421)のVHE$\gamma$線観測を使用して、ALPを制約します。帰無仮説とALP仮説の下で、これらのフェーズのスペクトルエネルギー分布(SED)を示します。また、ALP制約に対する$\gamma$線ブレーザー固有スペクトルモデルの影響をテストします。ALP制約とモデル選択の間に有意な関係は確認されていません。ALPパラメータ空間のシングルモデルおよびマルチモデルシナリオによって設定された95\%$\rmCL$結合制約は、おおよそ光子-ALP結合$g_{a\gamma}\gtrsim3\times10^{にあります。-11}\rm\、GeV^{-1}$ALP質量$1\times10^{-8}\、{\rmeV}\lesssimm_a\lesssim2\times10^{-7}\、\rmeV$。

衝突加熱されたGRBからのマルチGeVニュートリノの検出の見通し

Title Detection_prospects_for_multi-GeV_neutrinos_from_collisionally_heated_GRBs
Authors A._Zegarelli,_S._Celli,_A._Capone,_S._Gagliardini,_S._Campion,_I._Di_Palma
URL https://arxiv.org/abs/2112.14188
GeVからサブTeVの範囲のエネルギーを持つニュートリノは、光球の周囲または下で発生する核衝突によるジェット運動エネルギーの散逸の結果として、ガンマ線バースト(GRB)で生成されると予想されます。厚い放射線から高エネルギーの放射線。これまでのところ、GRBの「非弾性衝突モデル」からのニュートリノ放出は、実験の観点から十分に調査されていません。本研究では、このような衝突加熱されたGRBで生成されたニュートリノを、それぞれ低エネルギー拡張であるKM3NeT/ORCAとDeepCoreを含む大容量ニュートリノ望遠鏡KM3NeTとIceCubeで特定する可能性について説明します。この目的のために、100から600の範囲のバルクローレンツ因子値を調査して、個々のGRBとスタックされたGRBの両方からのニュートリノの検出感度を評価します。分析の結果、個々の検索は、ガンマ線によって特徴付けられる極端なソースに対してのみ実行可能であるように見えます。F_gamma>=1e-2ergcm^-2のレベルでのフルエンス値。次に、DeepCoreとKM3NeT/ORCAを使用して、約900個の長さのGRB(現在のガンマ線衛星で約5年以内に検出可能)のスタッキングサンプルからニュートリノのかなりのフラックスを検出することができます。高エネルギー望遠鏡であるIceCubeとKM3NeT/ARCAからのデータを含めると、検出感度が向上します。

コンパクト星の性質に対する暗黒物質の影響

Title Dark_matter_effects_on_the_compact_star_properties
Authors H._C._Das,_Ankit_Kumar,_Bharat_Kumar,_S._K._Patra
URL https://arxiv.org/abs/2112.14198
中性子星の特性は、一般に、$\beta$で平衡化された高密度物質の状態方程式によって決定されます。この研究では、フェルミオン暗黒物質(DM)粒子と核子とのヒッグス交換による相互作用を検討し、DMと組み合わせた相対論的平均場モデル状態方程式を用いて中性子星の特性への影響を調査します。DMは、中性子星の内部で考慮されるDMのパーセンテージに依存する、星の最大質量を大幅に減らすなど、中性子星の特性に大きく影響すると推測します。電気的および磁気的ケースの両方の潮汐ラブ数と表面的ラブ数もDM混合NSについて研究されています。潮汐および表面のラブ数の大きさは、DMのパーセンテージが高くなるにつれて増加することが観察されています。さらに、DMの割合を増やすことにより、重力波に対するポストニュートンの潮汐補正が減少したことを指摘します。また、GW信号に対するDMの影響は、GW周波数が500Hzを超える場合のバイナリ進化のインスパイア後期および合併段階で重要です。

中性子星における暗黒物質のプローブとしての潮汐変形性

Title Tidal_Deformability_as_a_Probe_of_Dark_Matter_in_Neutron_Stars
Authors Davood_Rafiei_Karkevandi,_Soroush_Shakeri,_Violetta_Sagun_and_Oleksii_Ivanytskyi
URL https://arxiv.org/abs/2112.14231
ボソン星(BS)の概念は、1960年代にKaupとRuffini-Bonazzolaによって最初に導入されました。この考えに続いて、Colpietal。に従って、自己相互作用する非対称ボソン暗黒物質(DM)の効果を調査します。中性子星(NS)のさまざまな観測可能な特性に関するBS(1986)のモデル。この論文では、ボソンDMとバリオン物質(BM)が混合され、重力によってのみ相互作用します。コンパクト星のコアとして、またはその周りの拡張されたハローとしてのDMの存在は、固定された結合定数に対して異なるボソン質量とDM分数を適用することによって調べられます。DM混合NS特性に対するDMコア/ハロー形成の影響は、NSの最大質量と潮汐変形能によって調べられます。最近の重力波(GW)の検出と最新のX線観測のおかげで、DM混合NSの機能がLIGO/VirgoおよびNICERの結果と比較されます。

KASCADE-Grande実験のデータによると、E0 = 1-100PeVの範囲のエネルギーでの一次宇宙線の質量組成の変化

Title Change_in_the_mass_composition_of_primary_cosmic_radiation_at_energies_in_the_range_of_E0_=_1-100_PeV_according_to_data_of_the_KASCADE-Grande_experiment
Authors S.E.Pyatovsky,_A.D.Erlykin,_V.S.Puchkov
URL https://arxiv.org/abs/2112.14258
E0=1-100PeVのエネルギー範囲における一次宇宙線の質量組成における最も軽い原子核と最も重い原子核のフラックスの変化は、KASCADE-Grande実験からのデータに基づいて分析されます。この分析は、本稿で提案されている大規模な空気シャワー(EAS)の最小-最大年齢(Smin-max)法を使用して実行されます。この方法により、一次宇宙線の質量組成における最も軽い原子核と最も重い原子核のスペクトルの指数を推定し、検討中の範囲のエネルギーE0でこれらのスペクトルの不規則性を調べることができます。一次宇宙線の質量組成を推定するためのSmin-max法は、KASCADE-Grande実験からのE0=1-100PeVの範囲のEAS特徴に関するデータのかなりのサンプル(1億イベント以上)に基づいています。E0=1-100PeVの一次エネルギー範囲では、積分スペクトルの指数は、一次宇宙線の質量組成の最も軽い原子核では2.1から2.7に、最も重い原子核では1.5から2.1に変化することが示されています。核。これらの結果は、E0=3-5PeVの範囲の一次宇宙線の原子核のE0スペクトルの膝が軽い原子核の除去によるものであるというKASCADE-GrandeCollaborationによって引き出された結論に準拠しています。KASCADE-Grande実験のデータベースによると、一次宇宙線のE0スペクトルに現れ、E0=50-75PeVの範囲にあるバンプは、Smin-max法によって分析され、GAMMA(GAMMA-07)実験。

長波長アレイを使用した宇宙の夜明けの検索の改善

Title Improvements_to_the_Search_for_Cosmic_Dawn_Using_the_Long_Wavelength_Array
Authors C._DiLullo,_J._Dowell,_G._B._Taylor
URL https://arxiv.org/abs/2112.13899
米国ニューメキシコ州のセビレータ国立野生生物保護区(LWA-SV)にある長波長アレイステーションを使用したグローバルコズミックドーンシグネチャの検索に対する最近の改善点を紹介します。これらの改善は、実験の方法論とステーションのハードウェアの両方にあります。より洗練された温度キャリブレーションと前景モデリングスキームとともに改善された観測戦略は、改善された残留RMS制限につながりました。LWA-SVを使用した以前の作業に対する大幅な改善は、LWA-SV用に開発された新しいアクロマティックビームフォーミング技術の使用です。2021年3月$10^{\rm{th}}$から2021年4月$10^{\rm{th}}$までの29日間の観測を含む観測キャンペーンの結果を示します。報告された残留RMS制限は6倍上ですグローバルEoRシグネチャ(EDGES)コラボレーションを検出するための実験によって報告された潜在的な信号の振幅。

光子パイルアップの影響を受けたX線CCDデータのシミュレーションベースのスペクトル分析

Title Simulation-based_spectral_analysis_of_X-ray_CCD_data_affected_by_photon_pile-up
Authors Tsubasa_Tamba,_Hirokazu_Odaka,_Aya_Bamba,_Hiroshi_Murakami,_Koji_Mori,_Kiyoshi_Hayashida,_Yukikatsu_Terada,_Tsunefumi_Mizuno,_Masayoshi_Nobukawa
URL https://arxiv.org/abs/2112.14176
私たちは、光子統計を失うことなく、X線CCDの影響を受けたデータを積み上げるためのスペクトル分析のシミュレーションベースの方法を開発しました。光子パイルアップの影響は複雑な非線形検出器応答として現れるため、詳細なシミュレーションを使用して、物理的相互作用、検出器信号生成、検出器読み出し、一連のデータ削減プロセスなど、X線観測の重要なプロセスを計算します。このシミュレーションは、X線フォトンが単一のピクセルまたは隣接するピクセルのチャンクにマージされた結果としてX線のようなイベントと背景のようなイベントを自然に再現し、影響を受けたパイルアップを処理できる非線形スペクトル分析フレームワークを構築できるようにします観測データ。検証のために、このフレームワークを使用して、検出器シミュレーションのさまざまなパラメータを使用してSuzakuXIS観測のデータ分析を実行しました。これらのパラメータはすべて、その機器用に最適化されています。異なるパイルアップ度の3つのケースを提示します:PKS〜2155-304(無視できるパイルアップ)、Aquila〜X-1(中程度のパイルアップ)、およびかに星雲(強いパイルアップ)。非線形解析法は、無視できるパイルアップ条件の従来の線形解析と一致する結果を生成し、パイルアップの場合のスペクトル硬化やフラックス減少などのよく知られたパイルアップ効果を正確に補正することを示します。これらの補正された結果は、広く使用されているコア除外法またははるかに高いタイミング分解能(パイルアップなし)を持つ他の観測所によって得られた結果と一致しています。私たちのフレームワークは、シミュレーションパラメータの適切な最適化によるXRISMなどの将来のミッションを含むX線天文学に使用されるあらゆるタイプのCCDに適用できます。

サテライトトレイルの軽減:マスキング後の残留光の研究

Title Mitigating_Satellite_Trails:_a_Study_of_Residual_Light_after_Masking
Authors Imran_Hasan_and_J._Anthony_Tyson_and_Clare_Saunders_and_Bo_Xin
URL https://arxiv.org/abs/2112.14292
HyperSuprimeCameraデータ(RubinObservatoryに付属するものの前身)を使用して、衛星汚染のトレイルマスキング緩和戦略を評価します。衛星の軌跡が目で確認されたハッブルCOSMOSフィールドのHSCデータを調べます。このデータで現在のLSSTサイエンスパイプラインを行使して、同時追加されたフレームに組み立てられる前に、1回の訪問露出で現れる衛星トレイルをマスキングすることの有効性を研究します。現在のルーチンは、1回の訪問で衛星トレイルを大部分マスクしますが、衛星トレイルの拡張された低表面輝度機能を見逃していることがわかります。十分に広いマスクの場合、これらのかすかな特徴は、数十回の露出のスタックで平均化されるため、最終的なcoaddではそれほど重要ではないレベルで表示されます。このプリントスルーとマスク幅を比較します。このノートでは、その取り組みで遭遇したいくつかの課題、マスクされたトレイルの低表面輝度テールのより完全な除去の見通し、および考えられる科学的影響について説明します。

補遺:高分解能吸収線モデリング、分析Voigt導関数、および最適化手法の精度

Title Addendum:_Precision_in_high_resolution_absorption_line_modelling,_analytic_Voigt_derivatives,_and_optimisation_methods
Authors Chung-Chi_Lee,_John_K._Webb,_Robert_F._Carswell
URL https://arxiv.org/abs/2112.14490
この補遺の親論文では、吸収スペクトルをモデル化するための非線形最小二乗プログラムであるVPFITの基礎となる最適化理論について説明しています。その論文では、各吸収成分の1つのカラム密度パラメーターの特定のケースについて、テイラー級数展開とルックアップテーブルを使用してフォークト関数の導関数を分析的に計算できることを示しています。ただし、多くの場合、モデリングには、吸収複合体全体にわたるカラム密度の合計や、一般的なパターンの相対的なイオン存在量など、より複雑なパラメータ化が必要です。この補遺は、それらの分析的派生物を提供します。

agnpy:ジェットされた活動銀河核の放射過程をモデル化したオープンソースPythonパッケージ

Title agnpy:_an_open-source_python_package_modelling_the_radiative_processes_of_jetted_active_galactic_nuclei
Authors C._Nigro,_J._Sitarek,_P._Gliwny,_D._Sanchez,_A._Tramacere,_M._Craig
URL https://arxiv.org/abs/2112.14573
ジェット活動銀河核(AGN)の広帯域放射のモデリングは、多波長およびマルチメッセンジャー領域における銀河系外天体物理学の主要な研究トピックの1つを構成します。活動銀河核のジェットで加速された相対論的粒子の放射過程をモデル化したオープンソースのPythonパッケージであるagnpyを紹介します。このパッケージには、線と熱放射の原因となる銀河成分を説明するクラスが含まれており、いくつかの光子場での$\gamma\gamma$対生成による吸収を計算します。agnpyは、銀河系外の発生源の放出をモデル化して解釈する作業を、多数の天体物理学者に拡大することを目的としています。パッケージの内容を示し、その機能のアプリケーションのいくつかの例を示します。その結果を文献や他のオープンソースソフトウェアと比較することにより、ソフトウェアを検証します。ジェット活動銀河の放出をモデル化する際に遭遇する最も一般的な質問に対処する上でのagnpyの有用性を説明します。その結果を、同じ物理的仮定を採用している文献や他のモデリングツールと比較すると、$10-30\%$以内で合意が得られます。agnpyは、オープンソースのpythonパッケージで、ジェットされた活動銀河のために確立された放射プロセスの最初の体系的で検証されたコレクションの1つを表しています。データの削減と分析だけでなく、モデリングと解釈のためにも、再現性と透明性のある天体物理学ソフトウェアを提供する最初の取り組みの1つになることを願っています。

SunnyNet:3D非LTE放射伝達へのニューラルネットワークアプローチ

Title SunnyNet:_A_neural_network_approach_to_3D_non-LTE_radiative_transfer
Authors Bruce_A._Chappell,_Tiago_M._D._Pereira
URL https://arxiv.org/abs/2112.13852
環境。局所的な熱力学的平衡(非LTE)からの逸脱を考慮した場合の恒星大気の3Dシミュレーションからのスペクトルの計算は、計算が非常に集中します。目的。光学的に厚い恒星大気での3D非LTE放射伝達計算を高速化するための機械学習ベースの方法を開発します。メソッド。太陽大気のさまざまな3Dシミュレーションを利用して、畳み込みニューラルネットワークSunnyNetをトレーニングし、LTEから非LTEの原子集団への変換を学習しました。既存の3Dコードで計算されたLTE以外の母集団は、真の値と見なされました。次に、ネットワークを使用して他の3Dシミュレーションの非LTE集団を予測し、予測された非LTE集団から合成スペクトルを計算しました。テストケースとして、水素とH$\alpha$スペクトルの6レベルモデル原子を使用しました。結果。SunnyNetは、単一のGPUで実行し、既存のコードと比較した場合、約10$^5$倍の劇的なスピードアップで、LTE以外の人口に対して妥当な予測を提供します。トレーニングとテストに同じシミュレーションの異なるスナップショットを使用する場合、SunnyNetの予測はほとんどのポイントの真の値の20〜40%以内であり、H$\alpha$スペクトルの平均差は数パーセントになります。予測されたH$\alpha$強度マップは、既存のコードと非常によく一致しています。最も重要なことは、それらは彩層フィブリルの形態における3D放射伝達の明らかな兆候を示していることです。トレーニングとテストがさまざまなシミュレーションファミリで実行された場合、結果はそれほど信頼できません。SunnyNetはオープンソースであり、公開されています。

星形成中の一​​時的な円盤から星への降着率の時間的進化の半解析的モデル

Title A_semi-analytic_model_for_the_temporal_evolution_of_the_episodic_disc-to-star_accretion_rate_during_star_formation
Authors Indrani_Das,_Shantanu_Basu
URL https://arxiv.org/abs/2112.13856
我々は、星前の雲のコアの暴走崩壊から現れる特定の密度と速度のプロファイルに対する星の質量降着率の進化を決定するための半解析的形式を開発します。初期段階では、周囲のエンベロープからの物質の落下が大きい場合、主に原始星の円盤にエンベロープによって引き起こされる重力の不安定性のために、星は質量を蓄積します。このフェーズでは、分子雲コアの等温自由落下崩壊からのエンベロープ質量降着率をモデル化します。ディスクはエンベロープから質量を獲得し、Toomre$Q$基準に従って、一時的な重力不安定性と質量降着バーストを含むディスク降着メカニズムを介して物質を星に輸送します。初期段階ではエンベロープの降着が支配的ですが、後期段階ではディスクの降着が支配的です。降着円盤の段階では、分析理論が質量降着率$\proptot^{-6/5}$を持っていることを示唆する方法で、質量は円盤のらせん構造内の重力トルクによって星に降着します。私たちのモデルは、球形のエンベロープ降着をディスク降着と結合することによって質量降着率の自己無撞着な進化を提供し、適切な時間での一時的な降着バーストの存在を説明します。簡単な例を使って、若い恒星状天体の長年の「光度問題」を説明するためにバーストモードが不可欠であることを示します。バーストは、観測されたボロメータ光度の分布との良好な一致を提供するために必要です。対照的に、単調に増加するか減少するかにかかわらず、滑らかに時間依存する質量降着率はそうすることができません。私たちのフレームワークは、ディスク降着の詳細な数値シミュレーションの重要な要素を再現し、理論と観測を比較するだけでなく、基本的な物理学についての直感を発達させるのに役立ちます。

RRライレファンダメンタルモードパルセータにおける上昇光中の水素およびヘリウム衝撃現象

Title Hydrogen_and_Helium_Shock_Phenomena_during_Rising_Light_in_RR_Lyrae_Fundamental_Mode_Pulsators
Authors George_W._Preston,_Christopher_Sneden,_and_Merieme_Chadid
URL https://arxiv.org/abs/2112.13924
一次光の上昇中にRRab基本モードパルセータで生成されたHおよびHe輝線と吸収線の測定値を示します。線は、金属の少ないRRab星の上昇と下降の普遍的な進行を定義します。私たちの調査では、6つの金属に富むRRabのうち2つだけで弱いHeI放出が検出されるため、このような進行は、金属に富むRRab([Fe/H]>-0.8のHe)では構築できません。放出前および放出後の段階での5876Aラインの青および赤方偏移吸収成分の位相変化には非常に多様性があります。測定可能なHeII4686の検出8つのRRab(そのうちの3つはBlazhko変数)での放出は、ヘリウムのイオン化に対する追加の制約を提供します。

アンドロメダ銀河における熱的に脈動するAGB星の人口調査と、世界のダスト収支へのそれらの寄与の最初の推定

Title A_Census_of_Thermally-Pulsing_AGB_stars_in_the_Andromeda_Galaxy_and_a_First_Estimate_of_their_Contribution_to_the_Global_Dust_Budget
Authors Steven_R._Goldman,_Martha_L._Boyer,_Julianne_Dalcanton,_Iain_McDonald,_Leo_Girardi,_Benjamin_F._Williams,_Sundar_Srinivasan,_and_Karl_Gordon
URL https://arxiv.org/abs/2112.14158
M31の北西象限にある熱的に脈動する漸近巨星分枝星の金属が豊富な集団のほぼ完全なカタログを提示します。この金属が豊富なサンプルは、SAGEプログラムによって作成された同様に完全な金属が少ないマゼラン雲AGBカタログを補完します。カタログには、パンクロマティックハッブルアンドロメダ財務省の調査によるHST広帯域測光、サンプルのサブセットを化学的に分類するために使用されるHST中帯域測光、およびダスト生成AGBを分離するために使用したスピッツァー中IRおよび遠赤外線測光が含まれています。出演者。346,623個のAGB星を検出しました。これらには、かなりの塵を生成する4,802AGB候補、および測定された年齢、場合によっては金属量を持つクラスター内にある1,356AGB候補が含まれます。スピッツァーデータと中帯域データで作成された化学分類を使用して、炭素と酸素が豊富なAGB候補の両方が重大な粉塵を生成していることを特定しました。LMCからのほこりっぽいAGB星に基づく色-質量-損失の関係を適用して、PHATフットプリント内のAGB星によるほこりの注入を推定しました。ダストの大部分を生成する化学的に分類された星のサブセットに色の関係を適用すると、ダストの約97.8%が酸素に富んでいることがわかります。ダスト寿命のいくつかのシナリオを使用して、M31の世界的なダストバジェットへのAGB星の寄与は、マゼラン雲での以前の推定と一致している0.9〜35.5%であると推定しました。JWSTによるM31AGB候補の追跡観測により、恒星および化学進化モデル、および金属が豊富な進化星のフィードバックとダスト生成をさらに制限することができます。

衝動的な太陽エネルギー粒子イベント:EUV波とジェット

Title Impulsive_Solar_Energetic_Particle_Events:_EUV_Waves_and_Jets
Authors R._Bucik
URL https://arxiv.org/abs/2112.14282
衝動的な太陽エネルギー粒子(ISEP)イベントは、太陽系の組成とは著しく異なる、強化された3Heと重イオンの存在量を伴う独特の元素組成を示します。さらに、イベントは、べき法則から低エネルギーに向かう丸みを帯びたスペクトルまで、さまざまなエネルギースペクトル形状によって特徴付けられます。イベントの太陽源は、コロナルジェットとしっかりと関連しています。驚くべきことに、新しい観測では、イベントにはいわゆる極紫外線(EUV)冠状波が伴うことが多いことが示されています。これはジェットと比較して大規模な現象です。この論文では、ISEPイベントにおけるEUV波とジェットおよび高エネルギーイオンとのリンケージに関する現在の理解について概説します。

非常にゆっくりと回転する磁気O9.7VスターHD54879における異常な元素分布の検出

Title Detection_of_anomalous_element_distribution_in_the_extremely_slowly_rotating_magnetic_O9.7_V_star_HD_54879
Authors S._P._J\"arvinen,_S._Hubrig.,_M._Sch\"oller,_A._Cikota,_I._Ilyin,_C._A._Hummel.,_M._K\"uker
URL https://arxiv.org/abs/2112.14362
O9.7VスターHD54879は現在、磁場の形状と自転周期が制限されていない唯一の巨大な磁気スターです。過去3年間で、自転周期と磁場の形状を制限することを目的として、いくつかの天文施設でさまざまな機器を使用して得られたこの星の追加の観測を収集しました。新しいデータには、大双眼望遠鏡に設置されたPEPSI分光偏光計による最初の完全なストークスベクトル観測が含まれています。取得された分光偏光観測は、HD54879の非常に遅い回転に関連する非常に遅い磁場変動を示しています。これは、動的スペクトルでも示され、H$\alpha$線の変動を示しています。私たちの研究の最も興味深い結果は、さまざまな要素に属する線を含むさまざまなLSDマスクを使用して測定された縦磁場強度の違いの発見です。磁気O型星について、使用する線に依存した電界強度のこのような微分解析が行われるのは初めてです。研究されたO、Si、およびHeラインマスクのLSDストークス$I$プロファイルは、すべての観測エポックにわたって安定しているため、これらの元素に属するラインを使用したさまざまな電界強度の検出は、さまざまな形成深度に関連していると結論付けます。He線は、シリコンや酸素線と比較して恒星大気ではるかに高く形成され、NLTE効果があります。私たちの数値磁気球モデルは、星に近い力線の内側の体積を満たす強化されたガス密度の存在を示唆しています。

四重極磁気構成における一時的なヌルポイント再接続の多波長シグネチャと失敗した磁束ロープ噴火の原因

Title Multiwavelength_Signatures_of_Episodic_Null_Point_Reconnection_in_a_Quadrupolar_Magnetic_Configuration_and_the_Cause_of_Failed_Flux_Rope_Eruption
Authors Prabir_K._Mitra_(USO/PRL,_India),_Bhuwan_Joshi_(USO/PRL,_India),_Astrid_M._Veronig_(Univ._of_Graz,_Austria),_and_Thomas_Wiegelmann_(MPIS,_Germany)
URL https://arxiv.org/abs/2112.14412
この論文では、活動領域NOAA11302からの噴火失敗したMクラスフレアのトリガーの多波長観測を提示し、関連する噴火失敗の考えられる理由を調査します。光球観測と非線形フォースフリーフィールド外挿コロナル磁場は、フレア領域がコアフィールドの上に位置する既存のコロナルヌルポイントを持つ複雑な四重極構成を持っていることを明らかにしました。Mクラスのフレアが発生する前に、ヌルポイントの位置から、GOESおよびRHESSI軟X線観測で小規模なフラックス増強の複数の期間を観測しました。ここで報告されているプレフレアの構成と進化は、ブレイクアウトモデルで提示されたものと似ていますが、コロナの高さがはるかに低くなっています。フレア領域のコアは、2階建て構成の2本のフラックスロープの存在によって特徴づけられました。フレアの衝撃段階の間に、2本のフラックスロープのうちの1本が最初に噴火し始めましたが、噴火に失敗しました。磁気減衰指数の計算により、減衰指数が最初はフラックスロープの高さ内でトーラスの不安定な限界まで増加したが、その後急速に減少して負の値に達し、最初の噴火の失敗の原因である可能性が最も高い鞍のようなプロファイルが明らかになりましたトーラス不安定フラックスロープ。

太陽周期変調における観測可能な非線形性の役割

Title The_role_of_observable_nonlinearities_in_solar_cycle_modulation
Authors M._Talafha,_M._Nagy,_A._Lemerle,_and_K._Petrovay
URL https://arxiv.org/abs/2112.14465
環境。最近、太陽周期振幅の非線形変調について2つの候補メカニズムが検討されました。チルトクエンチング(TQ)は、サイクル振幅と方位角方向に対するバイポーラアクティブ領域の平均チルト角の間の負のフィードバックです。緯度消光(LQ)は、サイクル振幅とアクティブ領域の平均出現緯度の間の正の相関で構成されます。目的。ここでは、LQおよびTQ効果の相対的な重要性とその背後にある決定要因について説明します。メソッド。TQ、LQ、およびそれらの組み合わせによって引き起こされる非線形性の程度は、表面フラックス輸送(SFT)モデルのグリッドで体系的に調査されます。TQとLQの役割は、実際の太陽周期の統計的振る舞いを再現するために最適化された成功した2x2Dダイナモモデルでも調査されています。結果。LQとTQの相対的な重要性は、SFTモデルグリッドの比率u0/{\eta}と相関することがわかります。ここで、u0は子午線の流れの振幅、{\eta}は拡散係数です。この結果の分析的解釈が与えられ、主な基礎となるパラメータがダイナモ有効性範囲{\lambda}Rであり、これは赤道流の発散と拡散率の比率によって決定されることをさらに示しています。LQとTQの相対的な重要性は、C1+C2/{\lambda}2Rとしてスケーリングされることが示されています。緯度消光の存在は2x2Dダイナモで示され、TQに匹敵する量の非線形変調に寄与します。文献で検討されている他のダイナモおよびSFTモデルの場合、変調へのLQの寄与は、重要でないものから主要なフィードバック形式までの広い範囲をカバーします。一方、TQ効果(通常は振幅が想定されている)の寄与は決して無視できません。

短命のスピクル型イベントに関連する高周波振動の性質

Title The_Nature_of_High-frequency_Oscillations_Associated_with_Short-lived_Spicule-type_Events
Authors Juie_Shetye,_Erwin_Verwichte,_Marco_Stangalini,_and_J._G._Doyle
URL https://arxiv.org/abs/2112.14486
彩層スピキュールタイプのイベントのダイナミクスを研究するために、CRispImagingSpectroPolarimeter(CRISP)機器からの高解像度分光およびイメージング観測を調査します。彩層の微細構造は、太陽の下層から上層にエネルギーを輸送できるいくつかのタイプの電磁流体力学(MHD)振動の導波路であることが広く受け入れられています。スピクルタイプのイベントに関連する30の高周波の統計的研究を提供します。これらの高周波振動には、横方向の動きの2つの要素があります。空の平面(POS)の動きと、視線(LOS)の動きです。単一の孤立した針状体に焦点を当て、時間距離分析を使用してPOSを追跡し、ドップラー情報を使用してLOS方向に追跡します。モーメント解析を使用して、2つのモーション間の関係を見つけます。これらの2つの動きの構成は、波がらせん構造を持っていることを示唆しています。振動には、構造に沿ったポイント間の位相差はありません。これは、振動がスタンディングモードであるか、伝播がほとんど垂直方向であることが原因である可能性があります。これらの構造を横切って伝播する高速磁気音響波面の証拠があります。結論として、通過する磁気音響波の圧縮と希薄化は、スペクトル線の翼の内外への移動に寄与するだけでなく、密度の向上とHalpha線の不透明度の増加。

彩層スペクトル線の定性的解釈のための修正ミルン-エディントン近似

Title A_modified_Milne-Eddington_approximation_for_a_qualitative_interpretation_of_chromospheric_spectral_lines
Authors A._J._Dorantes-Monteagudo,_A._L._Siu-Tapia,_C._Quintero_Noda,_D._Orozco_Su\'arez
URL https://arxiv.org/abs/2112.14536
Milne-Eddington近似は、放射伝達方程式の解析的で単純な解を提供します。これは、磁場ベクトルの平均値と太陽プラズマの見通し内速度を推測するために分光偏光観測を適合させるために使用される逆位コードで簡単に実装できます。ただし、原則として、局所的な熱力学的条件下で形成されるスペクトル線に制限されます。ミルン-エディントン近似の線形ソース関数の単純な変更は、局所的な熱力学的平衡から逸脱するスペクトル線から関連する物理的パラメータを推測するのに十分であることを示します。これは太陽コミュニティにとって新しい修正ではありませんが、かなり前から忘れられていました。このような近似の妥当性を確認するために、MgIb2とCaIIラインを使用します。最初に、応答関数を使用して、これらの新しい項がプロファイル形状に与える影響を調べます。次に、ノイズの存在に対するそのような変更を含む反転コードのパフォーマンスをテストします。近似は、RH数値放射伝達コードで生成された現実的なスペクトル線でもテストされます。最後に、電磁流体力学シミュレーションから生成された合成プロファイルをコードに提示します。

NOAOIndo-U.S。を使用したいくつかのB型星の基本的なパラメータとしょうかん

Title Fundamental_parameters_of_some_B-type_stars_using_NOAO_Indo-U.S._Library
Authors A._Shokry,_M._I._Nouh,_S._M._Saad_and_I._Helmy
URL https://arxiv.org/abs/2112.14561
今回の記事では、NOAOIndo-U.S。からの83個のフィールドB型星の分光分析を紹介します。としょうかん。Barbier-Chalonge-Divan(BCD)メソッドとラインブランケットLTE/NLTEモデル大気を使用して、有効温度、表面重力、回転速度などの基本的なパラメーターを計算しました。予測される回転速度は、MgII4481{\AA}ラインプロファイルをLTE/NLTEモデルから計算された理論上のラインに適合させることによって推定されました。プログラム星の進化質量は、進化モデルを使用して推定されます。ほとんどの場合、本研究は以前の調査と公正に一致しており、場合によってはさらに正確です。

ステラスペクトルからの新しいFeIレベルエネルギーと線の識別。 III。 UV、光学、および赤外線スペクトルからの初期結果

Title New_Fe_I_Level_Energies_and_Line_Identifications_from_Stellar_Spectra._III._Initial_Results_from_UV,_Optical,_and_Infrared_Spectra
Authors Ruth_C._Peterson_and_Robert_L._Kurucz
URL https://arxiv.org/abs/2112.14742
中性鉄のスペクトルは天体物理学にとって重要ですが、炉の実験室での実験では多くの高位のFeIレベルに到達することはできません。代わりに、Peterson&Kurucz(2015)とPeterson、Kurucz&Ayres(2017)は、暖かい星のUVおよび光学スペクトルに目を向け、1900の検出可能なFeI線を持つ124のFeIレベルのエネルギーを特定して割り当て、天体物理学的gf値を導き出しました。これらの千以上のために。未知のFeIレベルごとにエネルギー値を想定し、更新されたKurucz(2011)FeI計算で予測位置をシフトして、観測されたスペクトルの4つ以上の未確認の線の位置を波長で正確に一致させるかどうかを確認しました。これらの識別のほぼすべては、スピン軌道相互作用を特徴とするLSレベルに関するものであり、その線は主にUV波長と光波長にあります。これらの検索のこの拡張により、100個の新しいFeIレベルの識別が提供されます。40のLSレベルは、主に、波長が2000A未満の未確認の実験用FeIラインの位置を組み込むことによって識別されます。赤外線スペクトルを追加すると、60個のFeIjKレベルが得られ、単一の孤立した外部電子がコンパクトなコアを周回します。それらの弱いブレンドされた線は主に赤外線に分類されますが、隣接するエネルギーが緊密な関係に従うため、検索可能です。新しいFeIレベルごとに、この作業は、その識別、エネルギー、および理論上のgf値を含む線のリストを再び提供して公開します。適切に区別できる線の場合、この作業には、星のスペクトルに合うように半経験的に調整された天体物理学的gf値も含まれます。

投影された巨大重力における構造の線形成長

Title The_linear_growth_of_structure_in_Projected_Massive_Gravity
Authors Yusuke_Manita_and_Rampei_Kimura
URL https://arxiv.org/abs/2112.13855
本論文では、Boulware-Deserゴーストがなく、グローバルなローレンツ対称性を維持する、投影された巨大重力の具体的なモデルに基づいて、物質変動の線形成長を調査します。サブホライズンスケールでは、追加の力の非線形スクリーニングがなくても、線形成長への変更が大幅に抑制されることがわかりました。さらに、距離と赤方偏移の空間歪みの測定値から観測上の制約を取得し、観測と理論の両方で一貫したパラメーター領域があることを確認します。

影からミリチャージされた暗黒物質成分を探索する

Title Exploring_millicharged_dark_matter_components_from_the_shadows
Authors Lalit_S._Bhandari_and_Arun_M._Thalapillil
URL https://arxiv.org/abs/2112.13858
隠れた相互作用を持つ暗黒物質セクターは、近年大きな関心を集めています。これらのフレームワークには、ミリチャージされた粒子のモデルと、その構成要素が電磁ゲージ相互作用を持つダークセクター束縛状態が含まれます。これらのエキゾチックな荷電状態は、暗黒物質の総密度の一部を構成する可能性があります。この研究では、そのようなセクターによって供給される暗黒物質プラズマによる、球対称ブラックホールの光子球と影に対するさまざまな影響を詳細に調査します。素粒子物理学モデルの物理的に実行可能なパラメーター空間を推定し、理論的分析に適した半現実的な天体物理学のシナリオを採用して、存在する可能性のあるさまざまな変更と特性を指摘します。これらの効果の多くは独特であり、従来のバリオンプラズマやブラックホールを取り巻く中性の完全流体暗黒物質の類似した状況とは非常に異なります。パラメータ空間の多くの物理的に実行可能な領域では、地平線に近い領域とブラックホールの影への影響は小さいですが、低粒子質量領域の多くの部分では、影響は大きく、現在および将来の望遠鏡で測定できる可能性があります。このような偏差には、たとえば、光子球とブラックホールの影の半径の特徴的な変化、光子球またはブラックホールの影が消える暗黒物質のプラズマ分散の固有のしきい値、および暗黒物質のプラズマが電磁波に対して不透明になる場所が含まれます。あるいは、そのような偏差と特性を観察しないと、将来、素粒子物理学のパラメーター空間の興味深い領域に制約がかかる可能性があることを指摘します。

非常に毛深いインフレ

Title Very_Hairy_Inflation
Authors Guido_D'Amico,_Nemanja_Kaloper,_Alexander_Westphal
URL https://arxiv.org/abs/2112.13861
モノドロミーインフレーションの複数の段階に基づいたジェットコースター宇宙論を再考します。効果的なフラックスモノドロミー場の理論の枠組みの中で作業し、インフラトンセクターへの強力な結合補正の全範囲を含めます。平坦化されたポテンシャル$V\sim\phi^p+\ldots$と$p\la1/2$は、インフレの最初の段階で$N\la25-40$efoldに制限され、CMBに適合し続けることがわかります。。それらは$0.96\lan_s\la0.97$を生成し、BICEP/{\itKeck}からの最新の境界と完全に一致して、$0.006\lar\la0.035$で遺物重力波を生成します。EFTの強いダイナミクスによって生成された非線形微分補正も、正三角形の非ガウス性$f_{NL}^{eq}\simeq{\calO}(1)-{\calO}(10)$につながります。現在の観測限界。最後に、多段ジェットコースターでは、インフラトンに隠されたセクターの$U(1)$結合により、タキオンキラルベクトルバックグラウンドが生成され、物質支配による短時間の中断中にテンソルに急速に変換されます。生成された確率的重力波はカイラルであるため、正確なモデルの実現に応じて、LISA、ビッグバン天文台、アインシュタイン望遠鏡、NANOgrav、SKAなどの重力波機器によって明確に識別できます。また、初期の暗黒エネルギーを使用して$H_0$の緊張を解決しようとする現在の試みは、一般的に$n_s$を上げることも指摘します。これにより、インフレモデルに対するBICEP/{\itKeck}データの影響が大幅に変わる可能性があります。

ニュートリノの質量と寿命に対する宇宙論的制約の改善

Title Improved_cosmological_constraints_on_the_neutrino_mass_and_lifetime
Authors Guillermo_F._Abell\'an,_Zackaria_Chacko,_Abhish_Dev,_Peizhi_Du,_Vivian_Poulin,_Yuhsin_Tsai
URL https://arxiv.org/abs/2112.13862
ニュートリノが非相対論的になった後、ダークラディエーションに崩壊するフレームワークにおいて、ニュートリノの寿命の関数としてのニュートリノの質量の合計に対する宇宙論的制約を提示します。このレジームでは、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)、バリオン音響振動(BAO)、およびパンテオンカタログからの超新星までの(未較正)光度距離が、ニュートリノ質量の合計$\summ_\nu$を$\sumに従うように制約していることがわかります。m_\nu<0.42$eVat(95$\%$CL)。{\itPlanck}2015の同じシナリオの制限と比較して、境界は大幅に改善されていますが、安定したニュートリノの場合と比較すると、制約が大幅に緩和されています。改善のほとんどは、{\itPlanck}2018での低$\ell$偏光データのより正確な測定に起因することを示しています。これにより、$\tau_{\rmreio}$に対する制約が厳しくなります(したがって、$A_s$)で、CMBパワースペクトルの振幅に対する(大きな)ニュートリノ質量の影響から生じる縮退を打ち破ります。

天文画像のカラー化と生成的敵対的ネットワークによるアップスケーリング

Title Astronomical_Image_Colorization_and_upscaling_with_Generative_Adversarial_Networks
Authors Shreyas_Kalvankar,_Hrushikesh_Pandit,_Pranav_Parwate,_Atharva_Patil_and_Snehal_Kamalapur
URL https://arxiv.org/abs/2112.13865
人間の介入なしに画像を自動カラー化することは、短期間、機械学習コミュニティの関心の対象となってきました。画像に色を割り当てることは、非常に高い自由度を持っているという本質的な性質のため、非常に不適切な問題です。画像が与えられると、正しい単一の色の組み合わせがないことがよくあります。カラー化に加えて、画像の再構成における別の問題は、低解像度の画像をより高い解像度に変換することを目的とした単一画像の超解像です。この研究は、画像の非常に特定の領域、つまり天体画像に焦点を当て、生成的敵対的ネットワーク(GAN)を使用してそれらを処理することにより、問題に対する自動化されたアプローチを提供することを目的としています。RGBとL*a*bの2つの異なる色空間でのさまざまなモデルの使用法を探ります。事前にトレーニングされたResNet-18をバックボーン、つまりU-netのエンコーダーとして使用し、データセットが小さいために転送された学習を使用し、さらに微調整します。モデルは、元の画像には存在しないこれらの結果で高解像度のカラー化されたデータを幻覚化する視覚的に魅力的な画像を生成します。比較分析を提供するために、すべてのチャネルにわたる各色空間のL1距離やL2距離などの距離メトリックを使用して、GANを定量的に評価することによって結果を提示します。Frechet開始距離(FID)を使用して、生成された画像の分布を実際の画像の分布と比較し、モデルのパフォーマンスを評価します。

粘性加速宇宙と相転移の統一された歴史

Title The_unified_history_of_the_viscous_accelerating_universe_and_phase_transitions
Authors A.V._Astashenok,_S.D._Odintsov,_A.S._Tepliakov
URL https://arxiv.org/abs/2112.13877
初期加速(宇宙のインフレーション)といわゆる「ダークエネルギー」の現在の時代の統一された記述を提案します。インフレーションは、ファンデルワールスの状態方程式と粘度項を持つ宇宙流体によって説明できます。粘度は、スペクトルインデックスや、観測データと一致するテンソルとスカラーの比率などのパラメータを使用して、スローロールインフレーションを引き起こします。次のステップは、この状態方程式(EoS)を修正して、現在の加速膨張を説明することです。この用語をEoSに追加して、インフレへの寄与は小さいが、遅い時間の加速には重要であるようにすることができます。モデルの要点は、粘度の低下につながる可能性のある相転移です。提案されたモデルが、標準光源と赤方偏移からのハッブルパラメータの正しい依存性に関する観測データを記述していることを示します。さらに、暗黒物質問題を解決するための可能なシナリオを提案します。

クルタ時空の見かけの地平線と宇宙論ブラックホールの説明

Title Apparent_horizons_of_the_Thakurta_spacetime_and_the_description_of_cosmological_black_holes
Authors Archil_Kobakhidze_and_Zachary_S._C._Picker
URL https://arxiv.org/abs/2112.13921
その地平線の性質を分析することによって宇宙論的ブラックホールを記述するためのタクルタメートル法の妥当性について議論します。児玉時間に関連するタクルタ時空の好ましい葉状構造を採用することにより、タクルタ時空が確かに将来の外側トラップ層位であることを示します。したがって、それぞれのオブザーバーは、文献のいくつかの主張に反して、それを宇宙論的ブラックホールと見なしています。

高次元の定常状態宇宙における静止異方性を伴う$ \ Lambda $ CDM宇宙論

Title $\Lambda$CDM_cosmology_with_a_quiescent_anisotropy_in_a_higher_dimensional_steady_state_universe
Authors Ozgur_Akarsu,_Tekin_Dereli,_Nihan_Katirci
URL https://arxiv.org/abs/2112.14259
高次元の定常状態宇宙のアイデアに関する一連の研究に続き、テキン・デレリ教授の記念論文集のために準備されたこの作品では、外部の可能な異方性の進化に対する動的な内部(観測不可能な)空間の影響を示します(観察可能な)スペース。外部空間の標準$\Lambda$CDMモデルと数学的にまったく同じフリードマン方程式を取得しますが、いくつかの顕著な物理的違いがあります。特に、高次元の負の宇宙定数は4次元の正の宇宙定数の役割を果たし、外部空間の膨張異方性、つまりせん断スカラーは負の宇宙定数を模倣します。標準の$\Lambda$CDMモデルの上で許可されると、硬い流体を模倣します。この後者の機能は、CMB四重極温度変動を操作する機会を与えてくれ、その観測値が標準の$\Lambda$CDMモデルによって予測された値よりも低いという事実に対する可能な答えを示唆しています。

格子宇宙における重力ポテンシャルと力:スラブ

Title Gravitational_potentials_and_forces_in_the_Lattice_Universe:_a_slab
Authors M._Eingorn,_N._O'Briant,_K._Arzu,_M._Brilenkov,_A._Zhuk
URL https://arxiv.org/abs/2112.14281
宇宙のスラブトポロジー$T\timesR\timesR$が、点状の質量によって生成される重力ポテンシャルと力の形に及ぼす影響を調べます。解の2つの代替形式を取得します。1つはトロイダル次元に沿った周期的特性を使用したデルタ関数のフーリエ級数展開に基づいており、もう1つはソース粒子とそのすべてのヘルムホルツ方程式の解の直接合計によって導出されます。画像。後者は湯川型ポテンシャルの和の形をとります。現在の宇宙では、必要な精度を達成するために必要な級数の項が少ないため、数値計算には後者のソリューションが好ましいことを示しています。

DeepAdversaries:銀河の形態分類のための深層学習モデルのロバスト性の調査

Title DeepAdversaries:_Examining_the_Robustness_of_Deep_Learning_Models_for_Galaxy_Morphology_Classification
Authors Aleksandra_\'Ciprijanovi\'c,_Diana_Kafkes,_Gregory_Snyder,_F._Javier_S\'anchez,_Gabriel_Nathan_Perdue,_Kevin_Pedro,_Brian_Nord,_Sandeep_Madireddy,_Stefan_M._Wild
URL https://arxiv.org/abs/2112.14299
宇宙調査実験のデータ処理および分析パイプラインは、深層学習ベースのモデルのパフォーマンスを大幅に低下させる可能性のあるデータ摂動をもたらします。宇宙調査データの処理と分析のための教師あり深層学習手法の採用が増加していることを考えると、データ摂動効果の評価とモデルの堅牢性を高める手法の開発がますます重要になっています。銀河の形態分類の文脈で、画像データにおける摂動の影響を研究します。特に、ベースラインデータでトレーニングし、摂動データでテストするときにニューラルネットワークを使用した場合の結果を調べます。2つの主要な原因に関連する摂動を考慮します:1)高レベルのポアソンノイズによって表される観測ノイズの増加と2)1ピクセルの敵対攻撃によって表される画像圧縮や望遠鏡エラーなどのステップによって発生するデータ処理ノイズ。また、摂動によって引き起こされるエラーを軽減するドメイン適応技術の有効性をテストします。分類精度、潜在空間の視覚化、および潜在空間距離を使用して、モデルの堅牢性を評価します。ドメイン適応がないと、ピクセルレベルのエラーを処理すると分類が誤ったクラスに簡単に反転し、観測ノイズが高くなると、低ノイズデータでトレーニングされたモデルが銀河の形態を分類できなくなることがわかります。一方、ドメイン適応を使用したトレーニングは、モデルの堅牢性を向上させ、これらの摂動の影響を軽減し、観測ノイズが高いデータの分類精度を23%向上させることを示します。ドメイン適応はまた、ベースラインと誤って分類された1ピクセルの摂動画像との間の潜在空間距離を約2.3倍に増加させ、モデルを不注意による摂動に対してより堅牢にします。

中性子星物質の自己無撞着バンド理論の時間依存的拡張:スラブ相における反エントレインメント効果

Title Time-dependent_extension_of_the_self-consistent_band_theory_for_neutron_star_matter:_Anti-entrainment_effects_in_the_slab_phase
Authors Kazuyuki_Sekizawa,_Sorataka_Kobayashi,_and_Masayuki_Matsuo
URL https://arxiv.org/abs/2112.14350
背景:中性子星の固体地殻には、さまざまな結晶構造が存在する可能性があります。最近、固体のバンド理論が中性子星の内部地殻に適用され、滴下した中性子と固体地殻との間のエントレインメントの重要性が提唱されました。中性子星のさまざまな現象の解釈に影響を与えるため、背後にある微物理の理解を深めることが望まれています。目的:この記事の目的は、中性子星物質の時間依存ダイナミクスを記述するための完全に自己無撞着な微視的フレームワークを提案することです。これにより、エントレインメント効果を含む核物質の多様な特性を調べることができます。結果:核システムに対する時間依存の自己無撞着バンド理論の最初の応用として、さまざまな陽子分率を持つ核物質のスラブ相を調査します。外力に対するシステムの動的応答から、同伴された中性子と結合した核子に関連するスラブの集合質量を抽出します。抽出された集合質量は、潜在的なプロファイルと単一粒子エネルギーに基づく単純な推定よりも小さいことがわかります。減少は主にスラブの動きと反対の方向に向かって滴下した中性子の「向流」によって引き起こされることを示します。これを「アンチエントレインメント」効果と解釈します。その結果、有効に結合した中性子の数が減少し、伝導中性子の数密度が向上したことを示しています。これらの発見は、固体のバンド理論における静的処理と一致していることを示しています。*arXivの単語制限のために短縮されました。

疑似ディラックステライルニュートリノ暗黒物質

Title Pseudo-Dirac_Sterile_Neutrino_Dark_Matter
Authors Wei_Chao,_Siyu_Jiang,_Zhu-Yao_Wang_and_Yu-Feng_Zhou
URL https://arxiv.org/abs/2112.14527
ステライルニュートリノは有望なダークマター(DM)候補です。しかし、このシナリオのパラメーター空間は、初期の宇宙でステライルニュートリノがドデルソン-ウィドロー(DW)メカニズムによってのみ生成される場合は常に、X線観測の結果によってほとんど除外されています。この手紙では、疑似ディラックステライルニュートリノを導入することにより、最小のステライルニュートリノDMモデルへの拡張を提案します。これは、2つのほぼ縮退したマヨラナ状態$\hatN_{1,2}^{}$と順列の存在を意味します。対称。重い状態の$\hatN_1$はDWメカニズムを介して生成され、軽い状態の$\hatN_2$は、DMとして機能し、初期の宇宙での$\hatN_1$の崩壊から生成されます。X線の制約は、DMのアクティブなニュートリノと光子への2体崩壊を禁止する順列対称性によって回避されます。このシナリオの有望なシグナルは、ニュートリノ種の有効数であり、CMBステージIVなどの将来の実験で正確に測定されます。さらに、このモデルが宇宙論的パラメーターに与える影響を研究します。Planck+BAO+R19データのマルコフ連鎖モンテカルロ分析では、$H_0=69.2_{-0.59}^{+0.58}$が得られ、ハッブルの緊張が緩和される可能性があります。

一次相転移と原始ブラックホール蒸発の相関信号

Title Correlated_signals_of_first-order_phase_transitions_and_primordial_black_hole_evaporation
Authors Danny_Marfatia,_Po-Yan_Tseng
URL https://arxiv.org/abs/2112.14588
宇宙論的な一次相転移で生成されたフェルミボールは、それらを構成するフェルミオン暗黒物質粒子が十分に強い湯川力を介して相互作用する場合、原始ブラックホール(PBH)に崩壊する可能性があります。真空エネルギーを伴う四次熱有効ポテンシャル$0.1\lesssimB^{1/4}/{\rmMeV}\lesssim10^3$によって記述される相転移が、質量のPBH$10^{-20}を生成することを示します。\lesssimM_{\rmPBH}/M_\odot\lesssim10^{-16}$、および相転移(THEIA/$\mu$Ares)からの重力波は等方性銀河外X線と相関させることができます/PBH蒸発からの$\gamma$線バックグラウンド(AMEGO-X/e-ASTROGAMで)。

重力暗黒物質:無料ストリーミングと位相空間分布

Title Gravitational_dark_matter:_free_streaming_and_phase_space_distribution
Authors Md_Riajul_Haque,_Debaprasad_Maity
URL https://arxiv.org/abs/2112.14668
重力暗黒物質(DM)は、初期の宇宙宇宙論に最近関心を集めた最も単純なシナリオです。このシナリオでは、DMは、再加熱中の重力相互作用によって崩壊するインフラトンから生成されると想定されています。放射浴からの重力生成は、広範囲の再加熱温度で抑制されることが分析で示されているため、無視されます。DMの質量とスピンを除く他の内部パラメーターを無視すると、特定のスカラースペクトルインデックス$(n_s)$を持つ$\alpha$-attractorなどの特定のインフレーションモデルが、暗黒物質の質量を一意に固定することが示されています。フェルミ粒子型の暗黒物質の場合、質量$m_f$は$(10^4-10^{13})$GeV以内にあるはずであり、ボソン型DMの場合、質量$m_{s/X}$は次のようになります。$(10^{-8}-10^{13})$GeV以内。興味深いことに、インフラトンの状態方程式$\omega_{\phi}\rightarrow1/3$の場合、DM質量も一意の値$m_f\sim10^{10}$GeVおよび$m_{s/X}に近づきます。\sim10^3\、(\、8\times10^3\、)$$\omega_\phi$の値に関係なくGeV。さらに、これらの重力によって生成されたDMの位相空間分布$(f_Y)$とフリーストリーミング長$(\lambda_{fs})$を分析しました。DMに関する重要な情報をエンコードすると考えられている$f_Y$は、フェルミ粒子/ボソンの両方で重力生成が最大になる初期時間に特徴的な一次ピークを含むことが示されています。このフェルミ粒子の位相空間分布関数とは別に、$\omega_\phi>5/9$で発生するインフラトンとフェルミ粒子の質量の等式($m_Y=m_\phi$)の近くに追加のピークが含まれています。再加熱段階で暗黒物質が生成されるため、この期間に小規模なDM構造を形成する重力不安定性は、これらの位相空間情報をエンコードし、現在観測されています。このような小規模なDM構造を形成するための重要な条件$\lambda_{fs}<\lambda_{re}$が詳細に分析されています。

芸術を通じて天文学への市民の関与を後押しする

Title Boosting_the_public_engagement_with_astronomy_through_arts
Authors Valentin_D._Ivanov
URL https://arxiv.org/abs/2112.14702
芸術は、一般の人々に基本的な天文学の概念とより洗練された天文学の概念の両方を紹介するシームレスな方法です。天文学の視覚的な豊かさは、それを魅力的にし、絵画や文学に簡単に取り入れることができます。天文学はミューズを持った唯一の科学であり、ウラニアーは、少なくとも古代人の目には、それ自体が芸術であったことを示唆しています。私は、教育における潜在的な応用を伴う、文学における天文学の概念のあまり知られていない表現をレビューします。

手作りの尾:マルチフィールドインフレーションからの非摂動尾

Title The_hand-made_tail:_Non-perturbative_tails_from_multifield_inflation
Authors Ana_Achucarro,_Sebastian_Cespedes,_Anne-Christine_Davis,_Gonzalo_A._Palma
URL https://arxiv.org/abs/2112.14712
確率分布の裾によって制御される、原始曲率場の大きくてもまれな変動が、原始ブラックホールを介して宇宙の現在の構造に劇的な影響を与える可能性があることがますます明らかになっています。ただし、インフレーション中の変動の進化を研究するための標準的な摂動理論の使用は、非線形相互作用がどのように非ガウステールを誘発するかについての信頼できる説明を提供することに失敗します。ここでは、確率的インフレーション形式を使用して、像面湾曲フィールドの統計的特性に対するマルチフィールド変動からの非摂動的効果を研究します。マルチフィールド変動を記述する効果的なアクションから始めて、同時確率密度関数を計算し、強化された非ガウステールが追加の自由度を持つスローロールインフレーションの一般的な機能であることを示します。