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Fri 1 Jul 22 18:00:00 GMT -- Mon 4 Jul 22 18:00:00 GMT

強くレンズ化された銀河の測光赤方偏移推定

Title Photometric_redshift_estimation_of_strongly_lensed_galaxies
Authors Danial_Langeroodi,_Alessandro_Sonnenfeld,_Henk_Hoekstra,_Adriano_Agnello
URL https://arxiv.org/abs/2207.00595
ユークリッドとLSSTで、約$10^5$の強いレンズの銀河が発見されると予想されています。これらの大きなサンプルを利用してレンズ銀河の内部構造を研究するには、レンズモデルを質量測定に変換するためにソースの赤方偏移が必要です。ただし、大きなレンズサンプルの分光源の赤方偏移を取得することは、分光設備の容量では法外です。あるいは、大きなレンズサンプルのソース測光赤方偏移(photo-zs)を取得する可能性を研究します。私たちの戦略は、利用可能なすべての測光帯域でレンズと背景光源を同時にモデル化することによって光源とレンズ光をブレンド解除し、派生した光源の色をテンプレートに適合するphoto-zアルゴリズムに供給することで構成されています。セルシックプロファイルでレンズと光源を説明し、特異等温楕円体でレンズの質量を説明します。HyperSuprime-Cam調査の広帯域測光の両方で、シミュレートされたレンズと実際のレンズのサンプルでアプローチをテストします。セルシックプロファイルからのレンズ光の偏差と、レンズとソース画像のコントラストを、ソースカラー測定誤差の主な要因として特定します。画像位置で測定された光源表面輝度に対するレンズの比率$\Lambda$に基づいて、実際のサンプルを分割します。$\Lambda<1$レジームでは、photo-z外れ値の割合は$20\%$であり、photo-z推定の精度はテンプレートフィッティングプロセスのパフォーマンスによって制限されます。反対のレジームでは、photo-zの外れ値の割合は$75\%$であり、ソースカラー測定からの誤差がphoto-zの不確実性を支配します。$\Lambda<1$のレンズのソース写真zsを測定することは、孤立した銀河と比較して、特に問題はありません。ただし、レンズの光害が大きいシステムでは、レンズの表面輝度分布の記述を改善する必要があります。単一のセルシックモデルは十分に正確ではありません。

クラスター内光を介した銀河の化石群の初期形成エポックの独立した証拠:RX J100742.53+380046.6の場合

Title Independent_Evidence_for_earlier_formation_epochs_of_fossil_groups_of_galaxies_through_the_intracluster_light:_the_case_for_RX_J100742.53+380046.6
Authors Renato_A._Dupke,_Yolanda_Jimenez-teja,_Yuanyuan_Su,_Eleazar_R._Carrasco,_Anton_M._Koekemoer,_Rebeca_Batalha,_Lucas_Johnson,_Jimmy_Irwin,_Eric_Miller,_Paola_Dimauro,_Nicolas_De_Oliveira_and_Jose_Vilchez
URL https://arxiv.org/abs/2207.00603
銀河の化石群(FG)は、依然として構造形成の理論にパズルを提示しています。明るい銀河の数が少ないにもかかわらず、それらは比較的高速の分散を持ち、ICM温度はしばしばクラスターのようなポテンシャル井戸に対応します。それらの測定された濃度は通常高く、それらの起源がより古い乱されていないシステムであるという最初に提案されたシナリオから予想されるように、初期の形成エポックを示しています。ただし、これは、十分に開発されたクールコアが一般的に不足していることと矛盾しています。ここでは、クラスター内光の割合(ICLf)で最近発見されたクラスター動的インジケーターをクラシックFGRXJ1000742.53+380046.6に適用して、その動的状態を評価します。また、その指標を改良して、独立した年齢推定量として使用します。負の半径方向の温度と金属の存在量の勾配が見つかり、存在量はホットコアでスーパーソーラー値を達成します。X線束の濃度はクールコアシステムの濃度と一致しています。ICLf分析は、システムの動的状態の独立したプローブを提供し、同じ分析が実行されたすべてのクラスターよりも、システムが非常にリラックスしていることを示します。特定のICLfは、以前に分析されたどのクラスターよりも$\sim$5倍高く、これは、最後の$\sim$5Gyr内に最後のマージイベントがあった古い非対話型銀河システムと一致しています。特定のICLfは、化石システムを識別し、クラスターの相対的な年齢を制限するための重要な新しいツールであると予測されています。

断熱限界での潮汐ストリッピング

Title Tidal_Stripping_in_the_Adiabatic_Limit
Authors Jens_St\"ucker,_Go_Ogiya,_Raul_E._Angulo,_Alejandra_Aguirre-Santaella_and_Miguel_A._S\'anchez-Conde
URL https://arxiv.org/abs/2207.00604
断熱潮汐ストリッピングプロセスを経たハローの残骸のモデルを提示します。このモデルは、ゆっくりと増加する等方性の潮汐場にさらされ、ほぼ異方性の潮汐場にさらされているNFWハローの残骸を正確に再現することを示します。このモデルは、サブハロの初期構造と近地点での潮汐場の値の関数としてのみ、軌道を回るサブハロの漸近的な質量損失限界を予測するために使用できます。近地点半径と潮汐場との関係が最も顕著に異なるバリオン成分がある場合とない場合で、異なる濃度のホストハローを簡単に予測できます。このモデルは、等温球の場合にErrani&Navarro(2021)によって報告された「潮汐軌道」や「軌道周波数関係」などのいくつかの経験的に測定された関係を正しく予測します。さらに、サブハロの濃度を上げることは、潮汐場の振幅を減らすこととまったく同じ影響を潮汐ストリッピングに与えることを意味する「構造潮汐」縮退を発見します。これを超えて、最大円速度の半径で測定された量に関連して、束縛質量、打ち切り半径、WIMP消滅光度、および潮汐的に剥ぎ取られたNFWハローの潮汐比について単純な関係が成り立つことがわかります。最後に、任意の大きさの潮汐場に断熱的にさらされた場合、NFWハローを完全に破壊することはできないことに注意してください。モデルのオープンソース実装を提供し、暗黒物質消滅の予測を改善するために使用できることを提案します。

スタロビンスキーインフレーションにおける有効ヒッグスポテンシャルと真空崩壊

Title The_effective_Higgs_potential_and_vacuum_decay_in_Starobinsky_inflation
Authors Andreas_Mantziris,_Tommi_Markkanen_and_Arttu_Rajantie
URL https://arxiv.org/abs/2207.00696
現在の実験データに基づいて、標準模型は、宇宙の現在の真空状態が準安定であり、真の真空の泡の核形成を通じてゼロ以外の真空崩壊率をもたらすと予測しています。私たちの存在は、私たちの過去の光円錐全体のどこにもそのような気泡核形成イベントがあったはずがないことを意味します。3ループくりこみ群を使用して、1ループ曲率補正でヒッグス有効ポテンシャルを改善し、スタロビンスキー膨張とともに標準モデルの最小シナリオを検討します。インフレーションによる真空状態の存続により、標準モデルの最後の未知のパラメーターである非最小ヒッグス曲率結合に下限$\xi\gtrsim0.1$が配置されることを示します。この限界は、ヒッグス-インフラトン結合のない単一フィールドインフレーションモデルよりも大幅に強力です。また、インフレ終了時のダイナミクスの詳細にも敏感であるため、その期間をより詳細に調査することで改善できます。

音速が一定のタキオンモデルにおける中間およびべき乗則の膨張

Title Intermediate_and_Power-Law_Inflation_in_the_Tachyon_Model_with_Constant_Sound_Speed
Authors Narges_Rashidi
URL https://arxiv.org/abs/2207.00881
中間およびべき乗則のスケール係数を採用することにより、一定の音速でタキオンの膨張を研究します。このモデルの摂動および非ガウス性パラメーターについていくつかの数値解析を実行し、その結果を観測データと比較します。Planck2018TT、TE、EE+lowE+lensing+BAO+BK14データから取得したスカラースペクトルインデックスとテンソル対スカラー比の制約を使用することにより、Planck2018TTから取得したスカラースペクトルインデックスの実行に関する制約、TE、EE+lowEB+lensingデータ、およびPlanck2018TT、TE、EE+lowE+lensing+BK14+BAO+LIGOおよびVirgo2016データから取得されたテンソルスペクトルインデックスの制約から、両方でモデルのパラメーターの観測的に実行可能な範囲が見つかります$68\%$CLおよび$95\%$CL。また、正三角形および直交構成でのモデルの非ガウス特徴を分析します。Planck2018TTT、EEE、TTE、およびEETデータに基づいて、音速の制約は$0.276\leqc_{s}\leq1$at$68\%$CL、$0.213\leqc_{s}\leq1$$95\%$CLで、$0.186\leqc_{s}\leq1$で$97\%$CL。

単色原始パワースペクトルからの宇宙論的ベクトルモード

Title The_cosmological_vector_modes_from_a_monochromatic_primordial_power_spectrum
Authors Zhe_Chang,_Xukun_Zhang,_Jing-Zhi_Zhou
URL https://arxiv.org/abs/2207.01231
高次ベクトルモードの宇宙論的背景は、1次スカラー摂動によって生成できます。2次および3次のベクトルモードを体系的に調査します。2点関数$\langleV^{(n)、\lambda}V^{(n)、\lambda'}\rangle$$\left(n=2,3\right)$とパワースペクトルの明示的な表現対応するものが表示されます。単色の原始パワースペクトルの場合、2次ベクトルモードは存在しません。ただし、3次ベクトルモードは、単色の原始パワースペクトルによって生成できます。そして、2次スカラー摂動によって供給される3次ベクトルモードが2点関数$\langleV^{(3)、\lambda}V^{(3)、\lambda'}\rangle$とを支配することがわかります。対応するパワースペクトル。

初期の暗黒エネルギーと大量のニュートリノとの宇宙論的一致を回復しますか?

Title Restoring_cosmological_concordance_with_early_dark_energy_and_massive_neutrinos?
Authors Alexander_Reeves,_Laura_Herold,_Sunny_Vagnozzi,_Blake_D._Sherwin,_Elisa_G._M._Ferreira
URL https://arxiv.org/abs/2207.01501
ハッブル張力に対する初期の暗黒エネルギー(EDE)の解決策は、銀河団のデータへの適合を悪化させると主張されてきたクラスターの振幅の増加を犠牲にしてもたらされます。小規模なパワーを抑制することができるニュートリノの総質量$M_{\nu}$を解放することで、EDEの銀河団への適合が改善されるかどうかを調べます。Planck宇宙マイクロ波背景放射とBOSS銀河団のデータを使用して、ベイズ分析は、$M_{\nu}$を解放しても推定EDEの割合$f_{\rmEDE}$がそれほど増加しないことを示しています:95%C.L.上限$f_{\rmEDE}<0.092$および$M_{\nu}<0.15\、{\rmeV}$。同様に、頻度論的プロファイル尤度設定(以前のボリューム効果が重要であるという以前の発見を結果がサポートする場合)では、ベースラインEDEモデル($M_{\nu}=0.06\、{\rmeV}$)が全体的に最適です。たとえば、ベースラインEDEと比較すると、$M_\nu=0.24\、{\rmeV}$のモデルは、$S_8を減らしながら同じ$H_0$(km/s/Mpc)=(それぞれ70.08、70.11)を維持します。$=(0.837、0.826)を$\Lambda$CDMレベルにしますが、適合度を$\Delta\chi^2=7.5$だけ大幅に悪化させます。これらの結果は、クラスタリングの振幅ではなく、BAOスケールの測定への適合を悪化させる、大量のニュートリノによる遅い時間の膨張率へのバックグラウンドの変更によって駆動されます。

銀河の数を数える双極子と超地平線の変動

Title Galaxy_number-count_dipole_and_superhorizon_fluctuations
Authors Guillem_Dom\`enech,_Roya_Mohayaee,_Subodh_P._Patil_and_Subir_Sarkar
URL https://arxiv.org/abs/2207.01569
宇宙的に離れたソースの数カウントの双極子異方性と宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の間の緊張の高まりを考慮して、今日のハッブル半径に匹敵するかそれを超える波長の原始摂動によって引き起こされる数カウント双極子を調査します。まず、断熱モードも等曲率スーパーホライズンモードも、固有の数カウント双極子を生成できないことがわかります。ただし、スーパーホライズン等曲率モードは、CMBと(暗黒物質)静止フレームの間に相対速度を誘発し、それによってCMB双極子に影響を与えます。そのようなモードのためにそれが固有の成分を持っている可能性を再考し、したがって、後者が実際に運動学的起源である場合、銀河数カウント双極子との一貫性を可能にします。このシナリオは特に自然ではありませんが、他の異常との関連が考えられ、将来の調査で測定できる可能性のある付随する銀河数カウント四重極を予測します。また、ハッブル半径よりも小さいモードによって誘発される双極子の数を調査し、CMBの制約を受けると、双極子の張力を調整するには小さすぎることを発見しました。

ダークエネルギーを超えてフィッシャーの予測:DESIがLCDMと典型的なモデルをどのように制約するか

Title Beyond_dark_energy_Fisher_forecasts:_how_DESI_will_constrain_LCDM_and_quintessence_models
Authors Samuel_Goldstein,_Minsu_Park,_Marco_Raveri,_Bhuvnesh_Jain,_Lado_Samushia
URL https://arxiv.org/abs/2207.01612
現在の宇宙論的観測に基づいて、ダークエネルギー分光計器(DESI)のパワーを2つの方法で予測します。1。標準の$\Lambda$CDMモデルのパラメーターの組み合わせのパワーを制限するゲイン、および2.真髄の再構築ダークエネルギーのモデル。前者のタスクでは、最近開発された形式を使用して、宇宙論的調査データのさまざまな組み合わせによって制約される主要なパラメーターの組み合わせを抽出します。後者の場合、ダークエネルギーの有効場の理論を使用して、真髄のノンパラメトリック再構成を実行します。ハッブルパラメータ、角径距離、および成長率の模擬DESI観測を使用すると、DESIが$\Lambda$CDMおよび典型的な制約に関する現在のデータセットよりも大幅に改善されることがわかります。$\Lambda$CDM分析にDESIモックを含めると、$\Omega_m$、$H_0$、および$\sigma_8$の制約が2倍改善されます。この改善は、ほぼ完全に角直径距離と構造測定の成長に起因します。。私たちの典型的な再構築は、DESIが、再構築されたポテンシャル、スカラー場の偏位、暗黒エネルギーの状態方程式など、さまざまな典型的な特性に対する制約を大幅に改善することを示唆しています。角径距離の測定は、$H_0$と$\Omega_m$のシフトによって電位を説明できない、$\Lambda$CDM以外の信号が存在する場合に特に制約があります。

誤検知とエイリアンの仮説をテストするという課題

Title False_positives_and_the_challenge_of_testing_the_alien_hypothesis
Authors Searra_Foote,_Pritvik_Sinhadc,_Cole_Mathis,_and_Sara_Imari_Walker
URL https://arxiv.org/abs/2207.00634
生命の起源とエイリアンの生命の発見は、歴史的に別個の科学的研究問題として扱われてきました。ただし、それらは厳密に独立しているわけではありません。ここでは、生命検出の科学と生命の起源をよりよく統合する必要性について説明します。ベイズ仮説検定の形式の中でこれらの二重の問題を組み立て、生命検出の主張に対する高い信頼性が(1)特定のエイリアン環境における生命の存在についての強力な事前仮説、またはその逆のいずれかを必要とする方法を簡単な例で示します。誤検知の影響を受けにくい生命の兆候。ケーススタディとして、金星の大気とエンケラドスの氷のプルームでの生命の潜在的な検出を報告する最近の結果における事前検定と仮説検定の役割について説明します。現在の主要な生命存在指標の候補の多くは、生命を決定付けるものではないため、誤検知の対象となりますが、私たちの分析は、決定的なものである候補の署名に焦点を移す必要がある理由を示しています。これは、生命の特徴を特定する際に強力な理論的および経験的サポートを備えた以前の仮説に依存する生命の観測量を使用することにより、誤検知のない方法を開発する必要があることを示しています。人生の普遍的な特徴を理解することを追求して開発された抽象的な理論は、決定的であり、私たちが知らない人生に適用される可能性が高くなります。エイリアンの例がない場合、これらは生命の起源の実験で最もよく検証され、生命の起源と生命存在指標科学研究コミュニティの間のより良い統合の必要性を実証します。

炭素質コンドライトからの太陽系外星雲の寿命

Title Lifetime_of_the_Outer_Solar_System_Nebula_From_Carbonaceous_Chondrites
Authors C._S._Borlina,_B._P._Weiss,_J._F._J._Bryson,_P._J._Armitage
URL https://arxiv.org/abs/2207.00649
原始惑星系円盤(PPD)の進化と寿命は、惑星系の形成とアーキテクチャにおいて中心的な役割を果たします。天文観測によると、PPDは2つのタイムスケールで進化し、最大数百万年(Myr)星に付着し、その後1Myr未満でガスが放出されます。原始惑星系円盤のガスによって原始太陽系星雲の磁場が維持されるため、古地磁気測定を使用して原始太陽系星雲の寿命を推測することができます。ここでは、隕石の古地磁気測定を使用してこの寿命を制限し、原始太陽系星雲が2つのタイムスケールの進化を遂げたかどうかを調査します。アランヒルズA77307とドミニオンレンジ08006の2つのCO炭素質コンドライトのバルクサブサンプルの古地磁気測定について報告します。これらの隕石のマグネタイトが、水性変質中に周囲磁場を記録した結晶残留磁化を獲得できる場合、測定は局所磁場を示唆しますCOの親体の位置での強度は、カルシウム-アルミニウムに富む介在物の形成後、2.7〜5.1Myrのある時点で<0.9\muTでした。以前の古磁気研究と相まって、3-7AU領域での太陽系星雲の散逸は、1-3AU領域での原始太陽系星雲の散逸後、1.5Myr未満で発生したと結論付け、原始惑星系円盤が2つのタイムスケールを通過することを示唆しています。光蒸発および/または電磁流体力学的風による散逸と一致する、それらの寿命の進化。また、バルクコンドライトを使用して原始太陽系星雲のフィールドの堅牢な記録を取得するために必要な将来の方向性についても説明します。

HD 163296ディスクのリング内の固体の分布:多波長研究

Title Distribution_of_solids_in_the_rings_of_the_HD_163296_disk:_a_multiwavelength_study
Authors G._Guidi,_A._Isella,_L._Testi,_C._J._Chandler,_H._B._Liu,_H._M._Schmid,_G._Rosotti,_C._Meng,_J._Jennings,_J._P._Williams,_J._M._Carpenter,_I._de_Gregorio-Monsalvo,_H._Li,_S.F._Liu,_S._Ortolani,_S._P._Quanz,_L._Ricci_and_M._Tazzari
URL https://arxiv.org/abs/2207.01496
この論文では、ALMAとVLAからの新しい観測を、HD163296周辺の原始惑星系円盤の5〜8auに対応する高角度分解能で分析して、塵の空間分布と粒子特性を決定します。単純なパワーの法則と等温散乱を含む放射伝達の分析的記述に基づく物理モデルを使用して、スペクトルエネルギー分布を0.9から9\、mmまでの5つの波長での半径の関数として適合させます。8つのダスト集団を検討し、ベイズの証拠を使用してモデルのパフォーマンスを比較しました。私たちの分析によると、ダストリングの$\lambda\leq$1.3mmにある適度に高い光学的厚さ($\tau$>1)は、ミリメートルのスペクトルインデックスを人為的に低下させるため、信頼できる直接プロキシとは見なされません。ほこりの特性、特に粒子サイズ。外側のディスクは200$\mu$mのオーダーの小さな粒子で構成されており、66および100auのリングと隣接するギャップの間に有意差はありませんが、最も内側の30auでは大きな粒子($\geq$mm)が存在する可能性があります。ダスト組成に関する仮定が、導出された表面密度と粒子サイズに強い影響を与えることを示します。特に、粒子の気孔率を80\%に増やすと、総ダスト質量は25\%の気孔率の粒子に比べて約5倍になります。最後に、周波数の関数として導出された不透明度は単純なべき乗則から逸脱し、多孔度の低い粒子はHD163296の観測をよりよく再現しているように見えることがわかります。HD163296のリングに差動トラップの証拠は見つかりませんが、全体的な結果は、塵の温度構造と表面密度に影響を及ぼし、おそらく小さな粒子の第2世代の塵の集団を引き起こす巨大惑星の仮定された存在と一致しています。

トランジットタイミング変化の検索とTrES-1のトランジットへの新しいエフェメリスの適合b

Title Searching_for_Transit_Timing_Variations_and_Fitting_a_New_Ephemeris_to_Transits_of_TrES-1_b
Authors Paige_Yeung,_Quinn_Perian,_Peyton_Robertson,_Michael_Fitzgerald,_Martin_Fowler,_Frank_Sienkiewicz,_Kal\'ee_Tock
URL https://arxiv.org/abs/2207.01559
太陽系外惑星が通過中にその前を通過するときに、太陽系外惑星がそのホスト星から遮断する光に基づいて、通過中の時間を決定することができます。通過中の時間の周期的な変動は、別の惑星の重力の影響を示している可能性があります。MicroObservatoryロボット望遠鏡ネットワークの6インチ望遠鏡から観測されたTrES-1bの83トランジットを調査します。EXOTICデータ削減パイプラインは、これらのトランジットを処理し、トランジットモデルを光度曲線に適合させ、トランジットの中点を計算するために使用されます。このホワイトペーパーでは、トランジットタイミング変動(TTV)を分析し、トランジット測定を使用してエフェメライドを維持する方法について詳しく説明します。TTVの妥当性を研究するためのLomb-Scargle期間分析の適用について説明します。MicroObservatoryからの46回のトランジットとExoplanetTransitDatabaseのアーカイブデータからの47回のトランジットから得られたTTVの分析は、TrES-1の軌道に影響を与える他の惑星の存在の可能性を示し、天体暦の精度を1桁向上させました。ここで、エフェメリスは$(2455489.66026\text{BJD}_\text{TDB}\pm0.00044\text{d})+(3.0300689\pm0.0000007)\text{d}\times\text{epoch}$と推定されます。。この分析はまた、天体暦の維持とTTV分析の実行に役立つ、正確な通過時間の測定を行う際の小型望遠鏡の役割を示しています。エフェメライドのメンテナンスにより、大規模な地上望遠鏡や宇宙望遠鏡のミッションで望遠鏡の時間を最適化する能力が向上します。

太陽系外惑星の透過スペクトルのマルチエポック観測におけるホスト星の変動を補正するための新しい方法

Title A_new_method_to_correct_for_host_star_variability_in_multi-epoch_observations_of_exoplanet_transmission_spectra
Authors Vatsal_Panwar,_Jean-Michel_D\'esert,_Kamen_O._Todorov,_Jacob_L._Bean,_Kevin_B._Stevenson,_C._M._Huitson,_Jonathan_J._Fortney,_Marcel_Bergmann
URL https://arxiv.org/abs/2207.01606
活動的な星を周回する太陽系外惑星の透過スペクトルは、恒星の光球の不均一性のために波長に依存する影響を受けます。超高温木星(T$_{eq}$$\sim$2100K)であるWASP-19bは、アクティブな太陽型星を周回するそのような強力に照射されたガス巨星の1つです。Gemini-South望遠鏡でGeminiMulti-ObjectSpectrograph(GMOS)を使用して、8つのエポックにわたって取得されたWASP-19bの光学(520-900nm)透過スペクトルを示します。最近開発したガウス過程回帰ベースの方法を適用して、通過光度曲線の系統分類をモデル化し、各エポックでの透過スペクトルを抽出します。WASP-19bの透過スペクトルは、個々のエポックでの恒星の変動の影響を受けることがわかります。すべてのエポックにわたるスペクトルの相対的な傾きとオフセットの間に観察された反相関を報告します。この反相関は、WASP-19で以前に測定された、隠されていない恒星のスポットと白斑の影響を説明する前方透過モデルからの予測と一致しています。透過スペクトルの傾きとオフセットの間で観測された相関を使用することにより、各エポックでこの恒星の変動効果を補正するための新しい方法を紹介します。恒星の変動を補正したGMOS透過スペクトルを、WASP-19bの以前の矛盾するMOS測定値と比較し、それらを調整しようとします。また、TESS測光からWASP-19の広帯域恒星変動の振幅とタイムスケールを測定します。これは、GMOS分光法と地上ベースの広帯域測光の長期モニタリングで観察された効果と一致していることがわかります。私たちの結果は、恒星の変動性について各エポックを補正する前に、アクティブな星を周回する太陽系外惑星のマルチエポック光透過スペクトルを組み合わせることに対して最終的に警告します。

クエーサーマイクロレンズ法によるミリパーセク分離超大質量ブラックホール連星の証拠

Title Evidence_for_a_milli-parsec_separation_Supermassive_Black_Hole_Binary_with_quasar_microlensing
Authors M._Millon,_C._Dalang,_C._Lemon,_D._Sluse,_E._Paic,_J._H._H._Chan,_F._Courbin
URL https://arxiv.org/abs/2207.00598
重力レンズクエーサーQJ0158-4325の15年の長い光度曲線の周期的振動を報告します。信号は、2003年から2010年の間にクエーサーの暗いレンズ画像が受けた高倍率マイクロレンズイベント中に増強されます。$P_{o}=172.6\pm0.9$日の期間を測定します。周期性の起源を説明するために、4つのシナリオを検討します。1-高倍率マイクロレンズイベントは、レンズ銀河の連星によるものです。2-QJ0158-4325には、マージ前の最終的な動的段階に大規模な連星ブラックホールシステムが含まれています。3-クエーサー降着円盤はブラックホールの周りのケプレリアン運動の明るい不均一性を含み、4-降着円盤は進行中です。これらの4つのシナリオの中で、降着円盤がマイクロレンズ苛性アルカリの高倍率領域に向かって、または離れて振動することにより、観測された短い周期と信号の振幅の両方を説明できるのは、バイナリ超大質量ブラックホールだけです。測定期間が短いということは、軌道の半長軸が$\sim10^{-3}$pcであり、軌道の減衰が単独であると仮定すると、合体のタイムスケールは$t_{coal}\sim1000$年であることを意味します。重力波の放出によって動力を与えられます。合体に非常に近いシステムを観測する確率は、予測よりもはるかに多くの超大質量ブラックホール連星の集団であるか、または他のメカニズムが合体のタイムスケールを大幅に増加させる可能性が高いことを示唆しています。ブラックホール連星仮説の3つのテストには、i)いずれかの画像の将来のマイクロレンズイベント中のフォトメトリックモニタリングでの振動の再発、ii)ドップラーシフト(最大0.01$c$)の分光学的検出、およびiii)の検出が含まれます。$\sim$100ナノヘルツ放射を検出する感度を持つSKAなどのパルサータイミングアレイ実験による重力波。

スターバースト後の銀河の活動銀河核は変化を推進していますか、それともライドに沿っていますか?

Title Are_Active_Galactic_Nuclei_in_Post-Starburst_Galaxies_Driving_the_Change_or_Along_for_the_Ride?
Authors Lauranne_Lanz,_Sofia_Stepanoff,_Ryan_C._Hickox,_Katherine_Alatalo,_K._Decker_French,_Kate_Rowlands,_Kristina_Nyland,_Phil_Appleton,_Mark_Lacy,_Anne_Medling,_John_S._Mulchaey,_Elizaveta_Sazonova,_Claudia_Megan_Urry
URL https://arxiv.org/abs/2207.00607
スターバースト後の銀河における活動銀河核(AGN)活動の未解決の問題と、活発な星からの銀河の遷移におけるその役割への窓を提供する、12個の衝撃を受けたスターバースト後の銀河の10ksスナップショットチャンドラ観測の分析を提示します。静止状態に形成します。7/12の銀河は統計的に有意な検出を持っていますが(さらに2つの周辺検出があります)、最も明るい銀河は10個の光子しか得られませんでした。このサンプルの硬度比は多種多様であるため、スタッキングではなく、これらの銀河の固有の光度と不明瞭さを制限するために、フォワードモデリングアプローチを追求することを選択しました。カウントの総数とスペクトル形状に基づいて、データと一致する硬度比で、ほとんどが不明瞭化によって設定される、不明瞭化されたべき乗則の固有の光度を制約します。また、熱モデルもテストしました。すべての銀河は、それらの観測と一致するべき乗則モデルを持っていますが、銀河の3分の1は、不明瞭なべき乗則としてより適切であり、別の3分の1は熱放射としてより適切です。これらのスターバースト後の銀河が、それらの遷移の初期にAGNを含んでいる場合、これらはほとんど、より低い不明瞭さ($n_H\leq10^{23}$cm$^{-2}$)とより低い光度($L_{2-10〜\rmkeV}\leq10^{42}$ergs$^{-1}$)。ただし、2つの銀河は、AGNが大幅に隠されているため、明らかに最適です。このサンプルの少なくとも半分は、少なくとも低光度のAGN活動の証拠を示していますが、残りの分子ガス貯留層を放射的に追い出すことはできませんでした。したがって、これらのAGNは、移行を推進する同じプロセスによってガスが供給されているため、乗車に沿っている可能性が高くなります。

$ N $体シミュレーションによる星団のUV過剰の調査:将来のCSST観測の予測

Title Investigating_the_UV-excess_in_star_clusters_with_$N$-body_simulations:_predictions_for_future_CSST_observations
Authors Xiaoying_Pang,_Qi_Shu,_Long_Wang,_and_M.B.N._Kouwenhoven
URL https://arxiv.org/abs/2207.00772
PETARを使用して、N=10kおよびN=100k(単一の星と連星システム)およびZ=0.01、0.001、および0.0001の金属量を持つ6つのクラスターのN体シミュレーションを実行することにより、星団のUV過剰の原因を研究します。。すべてのモデルには、最初は50パーセントの原始的な2進分数があります。GalevNBを使用して、シミュレーションデータを中国宇宙ステーション望遠鏡(CSST)とハッブル宇宙望遠鏡(HST)の合成スペクトルと測光に変換します。スペクトルエネルギー分布から、UV過剰に寄与する3つの星の種族を特定します。(1)初期のUVフラックスに寄与する2番目の漸近巨星分枝星。(2)裸のヘリウム星、および(3)白色矮星。これらはFUVスペクトルの長期的な要因です。白色矮星と主系列星からなる連星は、激変星(CV)の候補です。CV候補のマグニチュード分布は、最大2Gyrのバイモーダルです。明るいCV集団は、FUV-NUVで特に明るいです。モデルクラスターのFUV-NUVの色は、M87や天の川のUV過剰球状星団よりも1〜2等赤くなります。この不一致は、観察されたクラスターのヘリウム濃縮によって引き起こされる可能性があります。私たちのシミュレーションは、単純な恒星進化論に基づいています。ヘリウムと軽元素の変動や複数の星の種族の影響は含まれていません。CSSTNUV-yには、すべてのモデルの主系列星の正の放射状カラーグラデーションが存在し、色差は0.2〜0.5等、最大4つの半質量半径です。CSSTNUV-gの色は、NUV-g>1等の場合、HSTFUV-NUVと強く相関し、線形関係は$FUV-NUV=(1.09\pm0.12)\times(NUV-g)+(-1.01\pm0.22)$。これにより、将来のCSSTNUV-gカラーを、UV過剰機能に敏感なHSTFUV-NUVカラーに変換できます。CSSTは、200Myrを超える年齢の銀河系/銀河系外の星団でUV過剰を検出できることがわかりました。

静かな3つのセイファート銀河における電波とX線の変動の準同時観測

Title Quasi-simultaneous_observations_of_radio_and_X-ray_variability_in_three_radio-quiet_Seyfert_galaxies
Authors Sina_Chen,_Ari_Laor,_and_Ehud_Behar
URL https://arxiv.org/abs/2207.01601
一部の電波静穏(RQ)活動銀河核の電波変動は、中央エンジンに近い領域、おそらく外側降着円盤コロナからの放射を示唆しています。ラジオの起源とX線放射が物理的に関連している場合、それらの放射は一時的に相関している可能性があり、場合によっては時間の遅れがあります。3つのRQセイファート銀河、Mrk110、Mrk766、およびNGC4593の準同時電波およびX線モニタリングの結果を、8.5GHzの超大型アレイで約300日間にわたって実行した結果を示します。ロッシX線タイミングエクスプローラーは、約2000日間で2〜10keVです。無線コアの変動は、Mrk110とNGC4593の最高解像度(A構成)の観測で検出される可能性が高く、変動の振幅の割合はそれぞれ6.3%と9.5%です。相互相関分析は、Mrk110で明らかに強い相関(Pearsonr=-0.89)と非常に有意な相関(p=1x10^(-6))を示しており、ラジオはX線より56日遅れています。ただし、物理的に無関係な長い時間遅延のr値分布をさらに分析すると、この相関関係は重要ではないことがわかります。これは、ピアソン相関がホワイトノイズを想定しているのに対し、X線と電波の両方の曲線がレッドノイズに従うために発生します。これにより、相関のないデータセットで非常に高いr値が得られる可能性が約10^3倍劇的に増加します。。遅延を確実に検出するには、より高いサンプリングレート、できれば高解像度の固定無線アレイを使用した、大幅に長い無線監視が必要です。

銀河団ガスの観測からの理論的超新星爆発モデルのランク付け

Title Ranking_Theoretical_Supernovae_Explosion_Models_from_Observations_of_the_Intracluster_Gas
Authors Rebeca_Batalha,_Renato_Dupke,_Yolanda_Jim\'enez-Teja
URL https://arxiv.org/abs/2207.00601
銀河団ガス(ICM)は、宇宙の歴史の中でさまざまな超新星(SNe)タイプによって合成された重元素の貯蔵庫です。異なる濃縮メカニズムは、主に異なるSNeタイプの優位性によって引き起こされる、異なる相対的な金属生成に寄与します。空間分解X線分光法を使用して、各金属濃縮メカニズムの寄与を調べることができます。ただし、物理的に実行可能な超新星爆発モデルの多様性により、ICM濃縮履歴の分析はより不確実になります。このホワイトペーパーでは、ノンパラメトリックPDF分析を使用して、パフォーマンスを観測値と比較することにより、さまざまな理論的SNe収量モデルをランク付けします。具体的には、この新しい方法論を適用して、18個の銀河系(クラスターとグループ)の$Suzaku$観測からの8つの存在比を使用して、コア崩壊SNモデルとタイプIaSNモデルの7192の組み合わせをランク付けして予測をテストします。この新しい技術は、多くのSNモデルを比較し、個々の測定可能な存在比とその不確実性をすべて考慮して、スペクトル情報抽出を最大化することができます。一般に、非ゼロの初期金属量前駆体を持つタイプII超新星は、対不安定型SNおよび極超新星モデルよりも優れた性能を示し、3DSNIaモデル(WD前駆体の中心密度は$2.9\times10^9\mathrm{g\、cm^{-3}}$)テストされたすべてのSNモデルペアの中で最高のパフォーマンスを示しました。

強く磁化された回転双極子における粒子加速と放射反応

Title Particle_acceleration_and_radiation_reaction_in_a_strongly_magnetized_rotating_dipole
Authors P\'etri_J\'er\^ome
URL https://arxiv.org/abs/2207.00624
要約。中性子星は、超強力な電磁場によって効率的に加速される超相対論的粒子に囲まれています。しかし、これまでのところ、非常に高いローレンツ因子と磁場強度のこのような極端な領域を処理することができた数値シミュレーションはありませんでした。この論文の目的は、ミリ秒および若いパルサーとマグネターに典型的な現実的な磁場強度を持つ回転磁気双極子における粒子加速と放射反応減衰を研究することです。この目的のために、電磁場が時間的に一定であり、1つの時間ステップ積分中に空間内で均一であると仮定される、縮小ランダウ-リフシッツ近似での放射反応を含む正確な分析粒子プッシャーを実装しました。位置の更新は、速度Verlet法を使用して実行されます。交差電磁界の電界ドリフトや双極子の磁気ドリフトやミラー運動など、時間に依存しないバックグラウンド電磁場に対してアルゴリズムを広範囲にテストしました。最終的には、それを現実的な中性子星環境に適用します。ミリ秒パルサー、若いパ​​ルサー、マグネターの周りに突っ込んだ電子、陽子、鉄核の粒子加速と放射線反応の影響を調べ、放射線反応のない状況と比較しました。最大のローレンツ因子は粒子種に依存しますが、中性子星のタイプには弱く依存することがわかりました。電子は最大$\gamma_e\約10^8-10^9$のエネルギーに達しますが、陽子は最大$\gamma_p\約10^5-10^6$のエネルギーに達し、鉄は最大$\gamma\約10^4-10に達します。^5$。陽子と鉄は放射線反応の影響を受けませんが、電子は大幅に減速され、最大ローレンツ因子が2桁減少します。また、放射反応の限界軌道は、ほとんどすべての場合で、減少したランダウ-リフシッツ近似とかなり一致することがわかりました。

サイクロトロン共鳴散乱特徴の新しいモンテカルロ放射伝達シミュレーション

Title A_New_Monte-Carlo_Radiative_Transfer_Simulation_of_Cyclotron_Resonant_Scattering_Features
Authors Sandeep_Kumar,_Suman_Bala_and_Dipankar_Bhattacharya
URL https://arxiv.org/abs/2207.00657
可変磁場とプラズマ密度の環境でサイクロトロン線の特徴をモデル化するために使用した新しいモンテカルロ放射伝達コードを提示します。このコードは入力連続体を受け入れ、3つのサイクロトロン共鳴プロセス(サイクロトロン吸収、サイクロトロン放射、サイクロトロン散乱)を含めることにより、ライン転送のみを実行します。続いて、重力赤方偏移と光の曲がりが出現スペクトルに及ぼす影響が計算されます。コードを適用して、3つの異なる発光ジオメトリから観測可能なスペクトルを予測しました。1)恒星表面近くの光学的に薄いスラブ、2)降着物質の蓄積によって形成された降着マウンド、3)星への沈降流のゾーンを表す降着柱。我々の結果は、放出ボリュームからの局所的に出現するスペクトルが著しく異方性であることを示しています。ただし、強い光の曲げが存在する場合、異方性は大幅に減少します。この平均化により、観測可能なサイクロトロンスペクトルの2次よりも高い高調波の強度も大幅に低下します。均一なフィールドスラブは狭すぎる線の特徴を生成し、大きな磁気歪みのあるマウンドはさまざまなソースから観察されたスペクトル特徴の平均幅と比較して広すぎる特徴を生成することがわかります。緩やかに変化する(双極子)フィールドを持つカラムは、観察されたものと同様に、中間範囲の幅を生成します。

降着円盤ダイナモからの噴流:ダイナモと抵抗率の一貫した消光モード

Title Jets_from_accretion_disk_dynamos:_consistent_quenching_modes_for_dynamo_and_resistivity
Authors Giancarlo_Mattia,_Christian_Fendt
URL https://arxiv.org/abs/2207.00811
宇宙ジェットは、中心の物体を取り巻く降着円盤をホストする強力に磁化されたシステムから発射されます。発射プロセスの重要な要素である磁場の起源は、まだ未解決の問題です。ここでは、ジェット発射に必要な磁場がダイナモプロセスによってどのように生成および維持されるかという問題に対処します。非理想的なMHDシミュレーション(PLUTOコード)を実行することにより、平均場ダイナモで生成された磁場のフィードバックがディスクとジェットの特性にどのように影響するかを調査します。ダイナモのより強い消光は、より低いディスク磁化での磁場の飽和につながることがわかります。それにもかかわらず、さまざまなダイナモフィードバックモデルを適用している間、全体的なジェット特性は影響を受けないままであることがわかります。次に、磁気拡散係数の消光を含むフィードバックモデルを調査します。乱流ダイナモと乱流磁気拡散係数の両方について乱流の磁気消光を考慮する必要があるため、私たちのモデリングでは、平均場ダイナモモデリングシミュレーションに対してより一貫性のあるアプローチを検討しています。磁場が飽和した後、Blandford-Payneメカニズムが効率的に機能し、よりコリメートされたジェットが発生しますが、速度は遅くなります。コリオリの数が少ない場合、フレアリングとノットの放出が断続的に発生します。特に、フラックスロープが構築され、内側のディスクに向かって移流され、それによって内側のディスクの風が遮断され、磁場の逆転、再接続、および断続的なフレアの出現につながります。

かにパルサーとFRB180916Bの分散パルスによる光子質量の境界

Title Bounding_the_Photon_Mass_with_the_Dedispersed_Pulses_of_the_Crab_Pulsar_and_FRB_180916B
Authors Chen-Ming_Chang,_Jun-Jie_Wei,_Song-Bo_Zhang,_Xue-Feng_Wu
URL https://arxiv.org/abs/2207.00950
同じ天体物理学的発生源から発生する異なる周波数の光子の到着時間差を分析することにより、光子質量の厳しい制限が設定されています。ただし、これらの制約はすべて、非ゼロの光子質量のために、分散の1次テイラー展開を使用することに依存しています。この作業では、テイラー級数の2階導関数を使用した非ゼロ光子質量分散の分析を示します。すべての既知の効果(プラズマおよび光子質量効果による1次遅延時間を含む)を補正した到着時間遅延が、非ゼロ光子質量分散の2次項によって支配されると想定される場合、控えめな上限光子の質量を推定することができます。ここでは、かにパルサーと高速電波バーストFRB180916Bからの2次時間遅延を伴う分散解除パルスが、光子の質量に厳しい制限を課していることを示します。つまり、$m_{\gamma、2}\leq5.7\times10^{-46}\;{\rmkg}\simeq3.2\times10^{-10}\;{\rmeV}/c^{2}$および$m_{\gamma、2}\leq5.1\times10^{-47}\;{\rmkg}\simeq2.9\times10^{-11}\;それぞれ{\rmeV}/c^{2}$。考えられる2次光子質量効果を研究するのはこれが初めてです。

アラケリアン120におけるUV/X線関係の起源

Title Origins_of_the_UV/X-ray_Relation_in_Arakelian_120
Authors Ra'ad_David_Mahmoud,_Chris_Done,_Delphine_Porquet,_Andrew_Lobban
URL https://arxiv.org/abs/2207.01065
Swiftの集中的なUVおよびX線モニタリングを使用して、Arakelian120の降着ジオメトリを調査します。硬X線($1-10$keV)は、振幅が大きく、(数日)変動が速いため、ディスクからの残響によって、さまざまな硬X線照明からUV変動が生じると予想されます。外側の標準ディスク(光学)、中間の暖かいコンプトン化領域(UVおよび軟X線)、および高温のコロナ(硬X線)を含むスペクトルエネルギー分布をモデル化します。低いエディントンフラクションAGN($L/L_{Edd}\approx0.02$および$0.03$でそれぞれNGC4151およびNGC5548)とは異なり、Akn120($L\approx0.05L_{Edd}$)のSEDはUV、エネルギーからの硬X線の反響の影響を制限します。高さ$\sim10$$R_g$の硬X線コロナからの照明は、最小限のUV変動を生成します。コロナルスケールの高さを$100$$R_g$に増やすと、ディスクがより大きな立体角をなすため、観測されたUV変動の振幅との一致が改善されますが、UVデータと一致するには変動が速すぎます。軟X線(ウォームコンプトン化モデルでUVに接続されている)は、硬X線よりも変動が大きくなりますが、UVで観察されるより滑らかな変動と一致するには、やはり高速変動が多すぎます。より低いエディントンフラクションAGNの結果は、より大きなスケール(広い線領域)からの残響からの寄与を強調していますが、残響は平滑化と同様のタイムスケールでラグを引き起こし、データと互換性のあるよりも大きな遅延を生成します。したがって、UV変動の大部分は固有のものであり、暖かいコンプトン化領域での質量降着率の変動に関連していると結論付けます。

AGNディスクに埋め込まれたブラックホール連星の流体力学的進化:II。状態方程式、連星の質量、および分離スケールへの依存

Title Hydrodynamical_Evolution_of_Black-Hole_Binaries_Embedded_in_AGN_Discs:_II._Dependence_on_Equation_of_State,_Binary_Mass,_and_Separation_Scales
Authors Rixin_Li_and_Dong_Lai
URL https://arxiv.org/abs/2207.01125
活動銀河核(AGN)ディスクに埋め込まれた恒星質量連星ブラックホール(BBH)は、LIGO/Virgoによって検出可能なブラックホール連星の合体を生成するための有望な動的チャネルを提供します。ディスクガスと埋め込まれたBBHの間の相互作用をモデル化することは、それらの軌道の進化を理解するために重要です。ローカルディスクモデルのプログレード等質量円形バイナリの2D高解像度シミュレーションのスイートを使用して、それらの流体力学的進化が状態方程式(EOS;$\gamma$-lawおよび等温EOSを含む)にどのように依存するかを体系的に研究します。連星の質量と分離のスケール(それぞれ、超質量のBH質量とヒル半径に対して)。EOSが等温から遠く離れていて、周囲のガスが拡散し、熱く、乱流である場合、バイナリの降着は遅くなり、軌道上で収縮することがわかります。典型的な軌道減衰率は、質量倍加率の数倍のオーダーです。固定EOSの場合、降着流は、より大規模またはよりタイトなバイナリの周囲で、より密度が高く、より熱く、より乱流になります。降着に関連するトルクは、重力トルクに匹敵することが多いため、長期的な2進軌道の進化を決定するには、両方のトルクが不可欠です。非降着バイナリを使用して追加のシミュレーションを実行し、それらの軌道進化は確率的であり、重力軟化長に敏感であり、経年軌道進化は降着バイナリのものとは大きく異なる可能性があることを発見しました。私たちの結果は、恒星質量BBHが理想的な条件下で効率的に硬化する可能性があることを示しています。つまり、非等温EOSを備えたディスクに埋め込まれた質量が小さく幅の広いバイナリです。

星間物質と銀河系の流出における拡散高温プラズマ

Title Diffuse_Hot_Plasma_in_the_Interstellar_Medium_and_Galactic_Outflows
Authors Manami_Sasaki_(1),_Gabriele_Ponti_(2,3),_Jonathan_Mackey_(4)_((1)_Dr._Karl_Remeis_Sternwarte,_Friedrich-Alexander-Universitaet_Erlangen-Nuernberg,_(2)_INAF-Osservatorio_Astronomico_di_Brera,_(3)_Max-Planck-Institut_fuer_extraterrestrische_Physik,_(4)_Dublin_Institute_for_Advanced_Studies)
URL https://arxiv.org/abs/2207.01263
銀河の星間物質(ISM)の観測と現在の理解を要約します。これは主に、冷たい原子または分子ガスと雲、暖かい中性またはイオン化ガス、および熱いイオン化ガスの3つのフェーズで構成されます。これらの3つの気相は熱的に安定した状態を形成しますが、外乱は重力と恒星風と超新星の光子と衝撃の形での恒星フィードバックによって引き起こされます。高温プラズマは主に恒星風バブル、スーパーバブル、銀河系の流出/噴水に見られ、動的に不安定で過圧になっていることがよくあります。さらに、銀河核領域では、超大質量ブラックホールへの降着により、星形成の強化、流出、追加の加熱、宇宙線の加速が引き起こされます。

大マゼラン雲における超新星残骸の高エネルギーガンマ線検出

Title High_energy_gamma-ray_detection_of_supernova_remnants_in_the_Large_Magellanic_Cloud
Authors R._Campana,_E._Massaro,_F._Bocchino,_M._Miceli,_S._Orlando,_A._Tramacere
URL https://arxiv.org/abs/2207.01272
大マゼラン雲(LMC)領域のガンマ線空画像でのクラスター検索の結果を、最小スパニングツリー(MST)およびDBSCANアルゴリズムを使用して、6および10GeVより高いエネルギーで12年間使用して提示します。Fermi-LATデータの。いくつかの重要なクラスターが見つかりましたが、その大部分は以前から知られているガンマ線源に関連しています。超新星残骸N49BおよびN63Aの以前の検出を確認し、SNRN49、N186D、およびN44に関連する新しい重要なクラスターを発見しました。これらの線源はLMCで最も明るいX線残骸の1つであり、コアに対応します。高密度HII領域と相互作用する崩壊超新星は、高エネルギー光子のハドロン起源が最も可能性の高いプロセスであることを示しています。

再発する新星の殻の中で粒子はどのくらい加速されますか?

Title For_how_long_are_particles_accelerated_in_shells_of_recurrent_Novae_?
Authors Wlodek_Bednarek
URL https://arxiv.org/abs/2207.01306
銀河新星は現在、十分に確立されたクラスのガンマ線源です。新星の殻の中で、電子の加速のメカニズムがどのくらいの期間作用するのだろうか。電子加速の時間スケールに制約を課すために、我々は、再発性へびつかい座Novaの殻内での電子の注入と伝播のための特定のモデルを検討します。Novaシェル内の電子の平衡スペクトルと、Novaバイナリシステム内の赤色巨星からの軟放射とNova光球からの放射のコンプトン化でこれらの電子によって生成されるガンマ線フラックスを計算します。球形に放出されたNovaシェルがNovaバイナリシステムの極域を自由に伝播する2つのコンポーネントの時間依存モデルを調査します。しかし、シェルはバイナリシステムの密な赤道領域で大幅に減速されます。現在および/または将来のガンマ線観測所で検出できる可能性のあるガンマ線を電子が生成できる条件について説明します。最適な場合(強力に磁化されたシェルと10%程度の電子の加速効率)で自由に消費する新星のシェルは、チェレンコフテレスコープアレイの感度内で1〜2年以内にのみTeVガンマ線を生成できると結論付けられます。爆発後。一方、新星の減速した貝殻は、へびつかい座RS星の全再発期間、つまり15年以内に検出される可能性があります。

核星団のブラックホール間のシングルバイナリ遭遇からの重力放射の検出可能性に関する研究:双曲線フライバイの場合

Title Study_on_the_detectability_of_gravitational_radiation_from_single-binary_encounters_between_black_holes_in_nuclear_star_cluster:_the_case_of_hyperbolic_flybys
Authors Elena_Codazzo,_Matteo_Di_Giovanni,_Jan_Harms,_Marco_Dall'Amico,_Michela_Mapelli
URL https://arxiv.org/abs/2207.01326
3番目の重力波過渡カタログ(GWTC-3)のリリースにより、おとめ座とLIGO検出器によるコンパクトバイナリの合併の90回の観測が確認されました。これらの合併のいくつかは、星団で起こったと疑われています。これらのクラスターのコアにあるブラックホールの密度は非常に高いため、数世代にわたって合併が発生し、ますます巨大なブラックホールが形成される可能性があります。これらの条件はまた、おそらくシングルバイナリの遭遇を介して、3つのブラックホールが相互作用することを可能にします。この論文では、赤方偏移の関数として核星団(NSC)でこのような遭遇が発生する頻度と、これらの遭遇が重力波(GW)検出器で観測できるかどうかについての最初の研究を紹介します。この研究は、共鳴する遭遇を除外して効果的に双曲線の遭遇に焦点を合わせています。NSCでは、バイナリの合併と比較して、単一のバイナリの遭遇はめったに発生せず、双曲線の遭遇は、地上のGW検出器の観測帯域より下で最も強いGW放射を生成する可能性が高いことがわかります。それらのいくつかはLISAバンドのピークエネルギーで毎年発生すると予想できますが、それらの振幅は低く、LISAによる検出はありそうにないようです。

スーパーバブルは超高エネルギー陽子を加速できますか?

Title Can_superbubbles_accelerate_ultra-high_energy_protons?
Authors Thibault_Vieu,_Brian_Reville,_Felix_Aharonian
URL https://arxiv.org/abs/2207.01432
いくつかの異なるシナリオを考慮して、大規模な星団の周りのスーパーバブル内で加速される陽子の最大エネルギーの限界を批判的に評価します。特に、どのような状況下で、ペタ電子ボルト(PeV)エネルギーを超える陽子の加速が期待できるかを導き出します。スーパーバブルの外部前方衝撃は100TeVまでの粒子の加速を説明するかもしれませんが、低密度媒体で膨張する超新星残骸や若いコンパクトクラスターの周りに形成される集団風終結衝撃などの内部一次衝撃はより好ましいチャネルを提供します陽子を1PeVまで、場合によってはそれを超えて加速します。合理的な条件下で、若くてコンパクトな大質量星団の磁化された風に強力な衝撃を与えるクラスター化された超新星は、10PeVを超える陽子を加速する最も有望なシステムであることがわかります。一方、強く乱流のプラズマでの確率論的再加速は、以前の研究で主張されたものよりもはるかに効果が低く、最大陽子エネルギーは最大で数百TeVであることがわかっています。

弱磁化降着流からのX線スペクトル

Title X-ray_Spectra_From_Weakly_Magnetized_Accretion_Flows
Authors John_Wallace,_Asaf_Pe'er
URL https://arxiv.org/abs/2207.01449
この論文では、ブラックホール連星系の降着流におけるサブ等分配磁場の可能性について論じた以前の研究を拡張します。静止状態での3つのよく知られたソースA0620-00、XTEJ1118+480、V404CygのX線観測を使用して、理論的に予想されるスペクトル形状を観測データと比較して、サブ等分配モデルはもっともらしいです。3つのケースすべてで、サブ等分配フローを使用してX線観測のスペクトル形状を再現できることがわかりました。これらの発見は、X線連星系の静止状態スペクトルが弱く磁化された降着流によって生成されるという考えを支持します。サブ等分配の流れは、ジェットに電力を供給するために強い磁場の存在に依存するジェット発射の現在の理解に重大な挑戦をもたらすでしょう。

GWTC-3に続く中性子星ブラックホールの合併の人口特性とマルチメッセンジャーの見通し

Title Population_properties_and_multimessenger_prospects_of_neutron_star-black_hole_mergers_following_GWTC-3
Authors Sylvia_Biscoveanu,_Philippe_Landry_and_Salvatore_Vitale
URL https://arxiv.org/abs/2207.01568
重力波で検出された中性子星-ブラックホール(NSBH)の併合は、超新星物理学、高密度物質の状態方程式、およびそれらの潜在的な電磁的対応物に電力を供給する天体物理学的プロセスに光を当てる可能性があります。重力波でこれまでに検出された4つの候補NSBHイベントの母集団を使用して、偽陽性率$\leq1〜\mathrm{yr}^{-1}$を使用して、これらのシステムの質量とスピンの分布およびマルチメッセンジャーの見通しを制約します。NSBHのブラックホールは、ブラックホール連星のブラックホールよりも質量が小さく、回転が遅いことがわかります。また、98.6%の信頼性で、NSBHの最も質量の大きい中性子星と最も質量の小さいブラックホールの間に質量ギャップがあるという証拠も見つかりました。中性子星とブラックホールの質量間の質量比の分布について、ガウス関数とパワーローペアリング関数の両方を考慮しますが、2つの間に統計的な優先順位はありません。バイナリシミュレーションではなく重力波データによって駆動されるアプローチを使用すると、重力波で検出可能なNSBH合併の15%未満が電磁的対応物を持っていることがわかります。最後に、電磁対応物の非検出に基づくNSBH合併のマルチメッセンジャー分析の方法を提案し、最も楽観的な場合でも、マルチメッセンジャーNSBH検出で得られる中性子星状態方程式の制約は次のようになります。バイナリ中性子星合体やラジオおよびX線パルサー観測における潮汐の重力波測定からのものと競合しません。

現実的なナノヘルツ重力波の背景を探る

Title Exploring_realistic_nanohertz_gravitational-wave_backgrounds
Authors Bence_B\'ecsy,_Neil_J._Cornish,_Luke_Zoltan_Kelley
URL https://arxiv.org/abs/2207.01607
何億もの超大質量ブラックホール連星が、ナノヘルツ周波数帯の重力波信号に寄与すると予想されています。それらの信号は、べき乗則スペクトルを持つ等方性ガウス確率的背景として、または最も明るいバイナリに対応する個々のソースとして近似されることがよくあります。実際には、信号は確率的背景と個別にモデル化された最も明るいバイナリのいくつかの組み合わせとして最もよく説明されます。このアプローチを使用して、Illustris宇宙論的流体力学シミュレーションに基づくバイナリの合成カタログを使用して現実的なパルサータイミングアレイデータセットを効率的に作成する方法を紹介します。このような現実的な背景の3つの異なる特性を調査します。これは、初期の宇宙で形成されたものと区別するのに役立ちます。ii)それらの統計的等方性。iii)それらの空間相関の分散。また、確率的背景からの混乱ノイズの存在が、個々のバイナリの検出の見通しにどのように影響するかを調査します。15年の期間に拡張されたNANOGrav12.5年のデータセットに基づいて、シミュレートされたパルサータイミングアレイのさまざまな実現における最も明るいバイナリの信号対雑音比を計算します。実現の$\sim$8%は、信号対雑音比が5より大きいシステムを生成することがわかり、個々のシステムがすぐに検出される可能性があることを示唆しています(20年で割合は$\sim$32%に増加します)。これらは、潜在的に改善されたタイミングソリューションと新しく追加されたパルサーの効果が含まれていないため、今後のNANOGrav15年データセットの悲観的な予測と見なすことができます。

YOLOワンショット物体検出を用いた重力波データにおける二元中性子星合体の同定

Title Identification_of_Binary_Neutron_Star_Mergers_in_Gravitational-Wave_Data_Using_YOLO_One-Shot_Object_Detection
Authors Jo\~ao_Aveiro,_Felipe_F._Freitas,_M\'arcio_Ferreira,_Antonio_Onofre,_Constan\c{c}a_Provid\^encia,_Gon\c{c}alo_Gon\c{c}alves,_and_Jos\'e_A._Font
URL https://arxiv.org/abs/2207.00591
現世代の干渉計検出器の重力波データから連星中性子星(BNS)の合体イベントを検出するタスクで、汎用の畳み込みベースのシングルショットオブジェクト検出モデルであるYOLOv5モデルのアプリケーションを示します。また、モデルのトレーニング、検証、およびテストの手順で使用される近似波形モデルに基づいた合成データの生成および準備タスクについても詳しく説明します。このアプローチを使用して、単一クラスの検証データセットで0.945、テストデータセットで0.978の平均平均精度($\text{mAP}_{[0.50]}$)値を達成します。さらに、トレーニングされたモデルは、LIGOH1検出器データでGW170817イベントを識別することに成功しています。このイベントの識別は、インスピレーションの最終段階で大きなグリッチを除去する必要なしに、追加の前処理ステップでLIGOL1検出器データに対しても可能です。GW190425イベントの検出はあまり成功していません。これは、信号対雑音比によるパフォーマンスの低下を証明しています。私たちの研究は、YOLOv5モデルが、第1段階の検出アラームパイプラインにとって興味深いアプローチであり、より複雑なパイプラインに統合された場合、物理的なソースパラメータのリアルタイムの推論にとって興味深いアプローチであることを示しています。

時間変動を補正するために時間依存フィルターを使用することによるLIGOキャリブレーション精度の向上

Title Improving_LIGO_calibration_accuracy_by_using_time-dependent_filters_to_compensate_for_temporal_variations
Authors Madeline_Wade,_Aaron_D._Viets,_Theresa_Chmiel,_Madeline_Stover,_Leslie_Wade
URL https://arxiv.org/abs/2207.00621
AdvancedLIGO干渉計の応答は、時間とともに変化することが知られています[arXiv:1608.05134]。したがって、干渉計の正確なキャリブレーションは、キャリブレーションモデルパラメータの時間的変動を追跡して補正する必要があります。これらの変動は、最初の3回のAdvancedLIGO観測実行中に追跡され、それらの一部の補正がキャリブレーション手順で実装されました。2回目の観測では、干渉計の応答に乗法補正を適用し、リアルタイムと高遅延の両方でキャリブレーションされたひずみデータを生成しました。2回目の観測実行後および3回目の観測実行全体で生成された高遅延キャリブレーションでは、フィルターの更新を含む補正がキャリブレーションに適用されました。結合されたキャビティ極周波数の時間依存性$f_{\rmcc}$。現在、可変零点、極、ゲイン、および時間遅延を含む、時間依存フィルターを必要とする干渉計応答の変動を補償するための方法が開発されています。干渉計の応答の適切にモデル化された時間依存性の補償は、キャリブレーションの系統誤差を、LIGOの最も感度の高い周波数帯域である20〜2000全体で、大きさが$<2$%、位相が$<2^{\circ}$に減らすのに役立ちました。Hz[arXiv:2005.02531、arXiv:2107.00129]。さらに、そのような補償は、シミュレートされたバイナリ中性子星合体の空の局在化における不確実性とバイアスを減らすことが示されました。

21cmの無線周波数帯での香港の小型電波望遠鏡による日食観測

Title Solar_eclipse_observations_with_small_radio_telescope_in_Hong_Kong_in_21cm_radio_frequency_band
Authors Chun_Sing_Leung,_Thomas_K.T.Fok,_Kenneith_H.K.Hui,_K.W.Ng,_C.M.Lee,_S.H.Chan
URL https://arxiv.org/abs/2207.00858
2020年6月21日に香港でマグニチュード0.89の部分日食を研究するために21cmの小型電波望遠鏡が使用されました。電波望遠鏡SPIDER300Aは、イタリアのRadio2SpaceCompanyによって設計および製造されました。この論文では、電波束密度の時間曲線(光度曲線)と日食の2次元マッピングを示します。標準的な無線データ削減方法を使用して、強度時間曲線を取得しました。また、電波望遠鏡SPIDER300Aの内蔵ソフトウェアと同じ結果を得るために、データ削減にセミパイプライン方式を採用しました。皆既日食の総太陽電波フラックスは最大55+/-5%減少することがわかりましたが、同じ日食の最大日食面積は86.08%です。2019年12月26日の部分日食のSPIDER300A観測(付録A)を含む、香港での日食の他の電波観測についても、この論文で説明します。米国マサチューセッツ工科大学のヘイスタック天文台によって開発された小型電波望遠鏡(SRT)は、2020年の日食を観測しています(付録B)。

反復推論マシンを使用した重力レンズピクセル化された再構成

Title Pixelated_Reconstruction_of_Gravitational_Lenses_using_Recurrent_Inference_Machines
Authors Alexandre_Adam,_Laurence_Perreault-Levasseur,_Yashar_Hezaveh
URL https://arxiv.org/abs/2207.01073
背景光源の画像の歪みを定量化し、前景レンズの質量密度を再構築するために強い重力レンズをモデル化することは、従来、計算上の困難な課題でした。重力レンズ画像の品質が向上するにつれて、それらに含まれる情報を完全に活用するタスクは、計算上およびアルゴリズム上、より困難になります。この作業では、RecurrentInferenceMachine(RIM)に基づくニューラルネットワークを使用して、背景ソースの歪みのない画像とレンズの質量密度分布をピクセル化されたマップとして同時に再構成します。私たちが提示する方法は、物理モデル(レイトレーシングシミュレーション)を使用してデータを与えられた可能性の最適化のプロセスを学習することによってモデルパラメータ(ソースおよび密度マップピクセル)を繰り返し再構築し、ニューラルによって暗黙的に学習された事前に正規化されますそのトレーニングデータを介してネットワーク。従来のパラメトリックモデルと比較すると、提案された方法は非常に表現力があり、複雑な質量分布を再構築できます。これは、宇宙論的流体力学シミュレーションIllustrisTNGから取得した現実的なレンズ銀河を使用して示しています。

HD 166620:グランドマグネティックミニマムに入る星の肖像

Title HD_166620:_Portrait_of_a_Star_Entering_a_Grand_Magnetic_Minimum
Authors Jacob_K._Luhn,_Jason_T._Wright,_Gregory_W._Henry,_Steven_H._Saar,_Anna_C._Baum
URL https://arxiv.org/abs/2207.00612
HD166620は、マウントウィルソンとケックHIRESからのほぼ50年にわたるCaIIH&K活動データに基づいて、マウンダー極小期候補として最近特定されました(Baumetal.2022)。これらのデータは、マウントウィルソンの調査中に17年間のタイムスケールで明確な周期的挙動を示しましたが、後でKeck-HIRES惑星探査観測で取得すると平坦になりました。残念ながら、これら2つのデータセット間の移行(したがって、マウンダー極小期の候補への移行)には、データがほとんどまたはまったく含まれていませんでした。ここでは、Baumetalに存在しない追加のMountWilsonデータを示します。(2022)周期的活動から平坦な活動の長期段階への移行を明確に追跡する、ほぼ30年のベースラインにわたる測光とともに。これを、星が壮大な磁気最小値に入り、したがって最初の真のマウンダー極小期アナログに入ったという決定的な証拠として提示します。さらに、全体的な明るさも彩層活動レベル(S$_{\mathrm{HK}}$で測定)も、その活動周期の最小値よりも壮大な磁気の最小値の間に有意に低くないことを示します。これは、異常に低い平均または瞬間的なことを意味します。活動レベルは、追加のマウンダー極小期候補を特定するための適切な診断または基準ではありません。ただし、S$_{\mathrm{HK}}$の季節内変動は、星の総最小値では低くなります。これは、現象の有用な症状を証明する可能性があります。

GaiaDR3位置天文学で検出された中性子星ブラックホール連星のサンプル

Title A_Sample_of_Neutron_Star_and_Black_Hole_Binaries_Detected_through_Gaia_DR3_Astrometry
Authors Jeff_J._Andrews,_Kirsty_Taggart,_Ryan_Foley
URL https://arxiv.org/abs/2207.00680
絶妙な位置天文精度を備えた最新のガイアデータリリースには、$\sim$$10^5$の位置天文連星が含まれており、それぞれが軌道周期、偏心、およびThiele-Innes軌道パラメータを測定しています。これらと発光星の質量の推定値を使用して、コンパニオンスターの質量を導き出し、そこから長周期軌道($P_{\rmorb}\sim{\rmyrs}$)の24個のバイナリのサンプルを特定します。巨大な($>$1.4$M_{\odot}$)、暗いコンパニオンをホストする可能性が高い:中性子星(NS)またはブラックホール(BH)。これらの連星の明るい星は、1つの熱い準矮星を除いて、F-、G-、およびK-矮星である傾向があります。これらの星のうち8つを追跡分光法で調べたところ、白色矮星や他の明るい星による汚染の証拠は示されていません。これらのバイナリのダークコンパニオンは、1.35〜2.7$M_{\odot}$の質量範囲にまたがっているため、間に大きな質量ギャップがなく、NSとBHの両方が含まれている可能性があります。さらに、これらのオブジェクトのいくつかの質量は$\simeq$1.7$M_{\odot}$であり、GW190425のマージするコンパクトオブジェクトの少なくとも1つの質量と同様です。これらの軌道が広すぎて大量の質量が発生しないことを考えると、このサンプルは、一部のNSが重く生まれていることを意味します($\gtrsim$1.5$M_{\odot}$)。さらに、これらのバイナリの低い軌道速度($\lesssim$20kms$^{-1}$)では、少なくとも一部の重いNSが低い出生キックを受け取る必要があります。そうしないと、コアの崩壊中に破壊されてしまいます。ハッブル時間内に重力波源になるものはありませんが、これらのシステムは、バイナリ進化論をテストするのに非常に役立ちます。

近くの銀河NGC4631での高輝度赤色新星AT2021biyの観測

Title Observations_of_the_luminous_red_nova_AT_2021biy_in_the_nearby_galaxy_NGC_4631
Authors Y.-Z._Cai,_A._Pastorello,_M._Fraser,_X.-F._Wang,_A._V._Filippenko,_A._Reguitti,_K._C._Patra,_V._P._Goranskij,_E._A._Barsukova,_T._G._Brink,_N._Elias-Rosa,_W._Zheng,_Y._Yang,_K._E._Atapin,_S._Benetti,_T._J._L._de_Boer,_S._Bose,_J._Burke,_R._Byrne,_E._Cappellaro,_K._C._Chambers,_W.-L._Chen,_N._Emami,_H._Gao,_D._Hiramatsu,_D._A._Howell,_M._E._Huber,_E._Kankare,_P._L._Kelly,_R._Kotak,_T._Kravtsov,_V._Yu._Lander,_Z.-T._Li,_C.-C._Lin,_P._Lundqvist,_E._A._Magnier,_E._A._Malygin,_N._A._Maslennikova,_K._Matilainen,_P._A._Mazzali,_C._McCully,_J._Mo,_S._Moran,_M._Newsome,_D._V._Oparin,_E._Padilla_Gonzalez,_T._M._Reynolds,_N._I._Shatsky,_S._J._Smartt,_K._W._Smith,_M._D._Stritzinger,_A._M._Tatarnikov,_G._Terreran,_R._I._Uklein,_G._Valerin,_P._J._Vallely,_O._V._Vozyakova,_R._Wainscoat,_S.-Y._Yan,_J.-J._Zhang,_et_al._(15_additional_authors_not_shown)
URL https://arxiv.org/abs/2207.00734
近くの銀河NGC\、4631での高輝度赤色新星(LRN)AT\、2021biyの観測研究を紹介します。物体のフィールドは、シノプティックサーベイによって噴火前の段階で日常的に画像化されましたが、トランジェントは、最大輝度の数日前の$\sim231$\からの数エポックでのみ検出されました。LRNの爆発は、測光と分光の両方で前例のないリズムで監視されました。AT\、2021biyは、短時間の青いピークを示し、ボロメータの光度は$\sim1.6\times10^{41}$\、erg\、s$^{-1}$で、その後にLRNeの中で最も長いプラトーが続きます。現在までの期間は210日です。光度曲線の遅い時間のこぶも観察されました。これはおそらくシェルとシェルの衝突によって生じたものです。AT\、2021biyは、LRNeの典型的なスペクトル進化を示します。初期のスペクトルは、青い連続体と顕著なH輝線によって特徴付けられます。その後、連続体はより赤くなり、プラトー段階で金属吸収線の森を持つK型星のそれに似ています。最後に、遅い時間のスペクトルは、M型星のものに似た分子的特徴(例えば、TiO)を持つ非常に赤い連続体($T_{\mathrm{BB}}\approx2050$K)を示しています。分光偏光分析は、AT\、2021biyが天の川銀河のV838\、Monと同様の局所的なダスト特性を持っていることを示しています。2003年8月3日に取得されたアーカイブ{\itハッブル宇宙望遠鏡}データの検査により、log\、$(L/{\rmL}_{\odot})=の$\sim20$\、\msun\始祖候補が明らかになりました。5.0$\、dexおよび$T_{\rm{eff}}=5900$\、K(太陽の金属量)。上記の光度と色は、明るい黄色の超巨星のものと一致しています。ほとんどの場合、このソースは、17--24\、\msun\プライマリコンポーネントを持つ近いバイナリです。

インターフェース領域イメージングスペクトログラフによる爆発イベントのダイナミクス

Title Dynamics_of_Explosive_Events_by_Interface_Region_Imaging_Spectrograph
Authors E._Tavabi,_S._Zeighami,_M._Heydari
URL https://arxiv.org/abs/2207.01107
この研究では、界面領域イメージングスペクトログラフ(IRIS)に基づくSiIV、MgIIk、およびスリットジョー画像(SJI)からの同時観測により、四肢外の太陽大気における爆発イベント(EE)を調査します。2014年8月17日と2月19日。IRISデータを調査して、太陽大気の物質の動き、変動、エネルギー吸収、および熱遷移を観察できます。フレアやコロナ質量放出などの太陽の大規模構造の原因となるメカニズムは、これらの小規模なエネルギーイベントに起因している可能性があります。したがって、これらのイベントの研究は、彩層から遷移領域およびコロナへの質量およびエネルギー輸送のメカニズムを理解するのに役立ちます。2つの高度、つまり太陽の肢と太陽の肢から5秒角の距離のスペクトルから強度プロファイルを取得し、スリットに沿った2つの高度でのEEの変動を分析します。スペクトルのいくつかのラインプロファイルは、外向きと下向きの流れを示す青と赤の翼の強調を示し、いくつかのプロファイルは、両方の翼の反対のEEを表すことを観察しました。2つの高度の2つのデータにおけるドップラー速度の振幅は、約50km/sと概算されました。相互相関に基づく手法を使用して、振動の位相速度を計算しました。位相速度は約220km/sで得られます。EEの周期的な赤と青の強調によると、片側の強調を伴うEEの変動は、軸上での針状体の揺れ運動を示し、両翼で観察されたEEは針状体の回転運動を示していることを示唆しました。揺れと回転の動きは、それぞれキンク波とツイスト波の原因です。

H{\alpha}を介した彩層およびSiiv1394{\AA}線放出を介した遷移領域で見られるRapidBlue-shiftedExcursionsと呼ばれる針状体の検出

Title Detection_of_spicules_termed_Rapid_Blue-shifted_Excursions_as_seen_in_the_chromosphere_via_H{\alpha}_and_the_transition_region_via_Si_iv_1394_{\AA}_line_emission
Authors Nived_Vilangot_Nhalil,_Juie_Shetye,_J._Gerry_Doyle
URL https://arxiv.org/abs/2207.01415
半自動検出アプローチを使用して、Siiv1394{\AA}輝線のRapidBlue-shiftedExcursions(RBE)と呼ばれる針状体のシグネチャを示します。スウェーデンの1m太陽望遠鏡のCRISPイメージング分光偏光計によって取得されたH{\alpha}フィルターグラムと、SJI1400{\AA}チャネルを使用して整列されたインターフェイス領域イメージングスペクトルグラフデータを使用して、遷移領域のRBE。RBEの検出は、35kms^-1のH{\alpha}ドップラーグラムで方向付けられたコロナルループトレースアルゴリズムを使用して実行されます。検出された特徴の数は、大気のシーイング条件の変化によって引き起こされる検出画像の時間変化するコントラスト値によって大きく影響を受けることがわかります。32秒を超えるライフタイムを持つ407のイベントを検出します。この数は、H{\alpha}プロファイルと大規模フローへのRBEの近接性に基づいて、さらに168RBEに削減されます。これらの168個のRBEのうち、89個はSJI1400{\AA}チャネルで明確な時空間シグネチャを表示し、合計〜53%が彩層と遷移領域の間に共空間シグネチャを持っていることが観察されたことを示します。

Snowmass 2021 Rare&Precision Frontier(RF6):強度フロンティア実験での暗黒物質生成

Title Snowmass_2021_Rare_&_Precision_Frontier_(RF6):_Dark_Matter_Production_at_Intensity-Frontier_Experiments
Authors G._Krnjaic,_N._Toro,_A._Berlin,_B._Batell,_N._Blinov,_L._Darme,_P._DeNiverville,_P._Harris,_C._Hearty,_M._Hostert,_K.J._Kelly,_D._McKeen,_S._Trojanowski,_and_Y.-D._Tsai
URL https://arxiv.org/abs/2207.00597
暗黒物質粒子は、強度フロンティア実験で観察可能に生成される可能性があり、次の10年の機会は、熱DMモデル、暗黒物質パラダイム、およびデータの異常によって動機付けられた重要なパラメーター空間を探索します。このホワイトペーパーでは、このような検索の動機、検出戦略、見通し、課題、およびRF6内とHEP全体の相乗効果と補完性について説明します。

ホログラフィーと物質の作成の再検討

Title Holography_and_matter_creation_revisited
Authors V._H._C\'ardenas,_Miguel_Cruz_and_Samuel_Lepe
URL https://arxiv.org/abs/2207.00643
単一の宇宙論的モデルにおけるホログラフィック暗黒エネルギーアプローチと物質生成効果の考察は、それに応じてこの研究で実行されます、我々は興味のあるいくつかのケースを議論します。この宇宙論的提案を最近の観測と照らし合わせてテストします。自由宇宙論的パラメーターに対して得られた最適値を考慮すると、モデルは減速された宇宙膨張から加速された宇宙膨張への遷移を示します。減速-加速遷移は、この種のモデルの一致パラメーターから一貫して決定することはできません。有効なレベルでは、エネルギー密度の寄与全体に関連するパラメータ状態は、現時点での流体のアナロジーにおける典型的なシナリオを表しています。

重力波によるアクシオン暗黒物質の観測的制約

Title Observational_constraint_on_axion_dark_matter_with_gravitational_waves
Authors Takuya_Tsutsui,_Atsushi_Nishizawa
URL https://arxiv.org/abs/2207.00667
宇宙のほとんどの物質は見えず、未知であり、それは暗黒物質と呼ばれています。暗黒物質の候補はアクシオンであり、これはCP問題の解決策として動機付けられた超軽量粒子です。アクシオンは銀河ハローで雲を形成し、雲の中を伝播する重力波の一部を増幅して遅延させます。天の川は、いくつかのアクシオンパッチで構成される暗黒物質ハローに囲まれています。したがって、特徴的な二次重力波は、コンパクトなバイナリ合併から報告された重力波信号の直後に常に予想されます。この論文では、二次重力波の現実的な振幅を導き出します。次に、特徴的な時間遅延と持続時間を有する重力波を、それらに最適化された方法で検索します。重要な信号は見つかりません。アクシオンが暗黒物質の主要な成分であると仮定すると、質量範囲[$1.7\times10^{-13}、8.5\times10^{-12}の重力のパリティ違反セクターへのアクシオン結合に関する制約が得られます。$]$\mathrm{eV}$、これはGravityProbeBの場合よりも最大で$\simの10倍強力です。

太陽光によるTeVガンマ線背景の消滅

Title Extinction_of_the_TeV_Gamma-Ray_Background_by_Sunlight
Authors Abraham_Loeb_(Harvard)
URL https://arxiv.org/abs/2207.00671
太陽光での対生成により、TeVガンマ線の宇宙背景放射にかなりの異方性が導入されることを示します。太陽の方向の異方性の振幅は、宇宙の静止フレームに対する太陽の動きからの宇宙の双極子の異方性を超えています。

暗黒物質検出用のスキッパーCCDを用いたシリコン中のコンプトン散乱の精密測定

Title Precision_measurement_of_Compton_scattering_in_silicon_with_a_skipper_CCD_for_dark_matter_detection
Authors D.Norcini,_N.Castello-Mor,_D.Baxter,_N.J.Corso,_J.Cuevas-Zepeda,_C.De_Dominicis,_A.Matalon,_S.Munagavalasa,_S.Paul,_P.Privitera,_K.Ramanathan,_R.Smida,_R.Thomas,_R.Yajur,_A.E.Chavarria,_K.McGuire,_P.Mitra,_A.Piers,_M.Settimo,_J.Cortabitarte_Gutierrez,_J.Duarte-Campderros,_A.Lantero-Barreda,_A.Lopez-Virto,_I.Vila,_R.Vilar,_N.Avalos,_X.Bertou,_A.Dastgheibi-Fard,_O.Deligny,_E.Estrada,_N.Gadloa,_R.Gaior,_T.Hossbach,_L.Khalil,_B.Kilminster,_I.Lawson,_S.Lee,_A.Letessier-Selvon,_P.Loaiza,_G.Papadopoulos,_P.Robmann,_M.Traina,_G.Warot,_and_J-P.Zopounidis
URL https://arxiv.org/abs/2207.00809
粒子の反跳によって暗黒物質を直接検出することを目的とした実験では、$\mathcal{O}(1\、\mathrm{eV})$のエネルギーしきい値を達成できます。このレジームでは、環境$\gamma$線の小角コンプトン散乱からのイオン化信号が重要な背景を構成します。バックグラウンドモデルの構築に使用されるモンテカルロシミュレーションは、これらの低エネルギーで実験的に検証されていません。23$\、$eVまでのシリコン原子殻電子上のコンプトン散乱の精密測定を報告します。DAMIC-M実験用に開発された、単一電子分解能のスキッパー電荷結合デバイス(CCD)は、数か月にわたって$^{241}$Am$\gamma$線源にさらされました。シリコンK、L$_{1}$、およびL$_{2,3}$シェルに関連する特徴が明確に識別され、100$\、$eV未満で初めて価電子の散乱が検出されます。直接検出実験で一般的に使用されるモンテカルロシミュレーションで実装されるコンプトン散乱の相対論的インパルス近似は、0.5$\、$keV未満の測定スペクトルを再現しないことがわかります。データは、もともとX線吸収分光法のために開発された$ab$$initio$計算とよりよく一致しています。

イベントホライズンテレスコープを使用したブラックホール面積法のテスト

Title Testing_the_black_hole_area_law_with_Event_Horizon_Telescope
Authors Deng_Wang
URL https://arxiv.org/abs/2207.00846
ホーキングのブラックホール面積の定理は、1つのブラックホールの進化を経時的に監視することでテストできます。イベントホライズンテレスコープ(EHT)からの2つの超大質量ブラックホールM87*とSgrA*の現在のイメージング観測を使用して、それらの地平線面積変動率が$1\、\sigma$でのブラックホール面積法則の予測と一致していることがわかります。信頼レベル。ブラックホール面積の法則が有効であるかどうかは、SgrA*の将来の高精度EHT観測によって判断できることを指摘します。

分数階微積分アプローチの下での宇宙論

Title Cosmology_under_the_fractional_calculus_approach
Authors Miguel_A._Garc\'ia-Aspeitia,_Guillermo_Fernandez-Anaya,_A._Hern\'andez-Almada,_Genly_Leon_(Catolica_del_Norte_U._and_DUT,_Durban)_and_Juan_Maga\~na
URL https://arxiv.org/abs/2207.00878
分数階微積分の形式に基づいて、分数宇宙論が最近出現しました。これは、標準導関数を次数$\alpha$の1つの分数導関数に変更します。この数学的枠組みでは、フリードマン方程式は追加の項で修正され、宇宙種密度の標準的な進化は、分数パラメーター$\alpha$と宇宙の年齢$t_U$に依存します。仮説は、宇宙には暗黒エネルギー成分が含まれておらず、後期加速膨張は、宇宙のダイナミクスを支配する新しい方程式の追加の項によって供給される可能性があるというものです。それを解明するために、宇宙クロノメーター、Ia型超新星、および共同解析を使用して、分数パラメーターに対する厳しい制約を推定します。$1\sigma$の信頼水準内で$\alpha=2.83^{+0.117}_{-0.193}$を取得します。これにより、遅い時間に非標準の宇宙加速を提供できます。その結果、宇宙は標準的な推定よりも古くなります。さらに、動的システムと安定性解析を提示して、さまざまな$\alpha$パラメーターを想定した位相空間を探索します。$1\leq\alpha<5/2$の物理的な1つの遅い時間のアトラクタは、$\alpha<2$のべき乗則(減速)の遅い時間のアトラクタに対応します。さらに、一般相対性理論には存在しない追加のポイントが存在します。これは、$\alpha>1$の場合は物理的であり、$\alpha>2$の場合はシンクです。このソリューションは、$1<\alpha<2$の場合は減速されたべき乗則ソリューションであり、$\alpha>2$の場合は加速されたべき乗則ソリューションです。この最後の結果は、観測分析から得られた平均値と一致しています。したがって、分数階微積分の下では、バックグラウンドレベルで修正されたフリードマン方程式を取得することが可能です。これにより、暗黒エネルギー成分を導入することなく、後期宇宙加速が提供されます。この根本的なアプローチは、これまで宇宙論で解決されていなかった問題に取り組むための新しい道となる可能性があります。

相互作用する暗黒エネルギーの$k$エッセンスモデルの修正されたスケーリング-暗黒物質シナリオ

Title Modified_scaling_in_$k$-essence_model_in_interacting_dark_energy_-_dark_matter_scenario
Authors Anirban_Chatterjee,_Biswajit_Jana_and_Abhijit_Bandyopadhyay
URL https://arxiv.org/abs/2207.00888
\textit{ScherrerandPutteret.al}は、ダークエネルギーのダイナミクスが均一な$k-$essenceスカラー場$\phi$によって駆動される場合、$L=V_0F(X)$一定のポテンシャル$V_0$および$X=\frac{1}{2}\nabla^\mu\phi\nabla_\mu\phi=\frac{1}{2}\dot{\phi}^2$の場合、スケーリング関係$X(dF/dX)^2=Ca^{-6}$が得られます。ここで、$C$は定数で、$a$は宇宙のFRWスケール係数です。ダークエネルギーセクターでの個別のエネルギー節約と$k-$essenceポテンシャルの恒常性は、このようなスケーリングを実現するのに役立ちます。この論文では、暗黒エネルギーと暗黒物質の間の時間依存の相互作用を考慮した場合でも、$k-$essenceポテンシャルの不変性がスケーリングの変更された形式につながる可能性があることを示しました。相互作用するシナリオの暗黒エネルギーと暗黒物質の連続方程式で発生するソース項の特定のクラスのパラメーター化について、このようなスケーリング関係を取得しました。光度距離のJLA分析からの入力と、超新星Ia観測からの赤方偏移データを使用して、スケーリングの修正された形式を取得しました。

レーザー遠隔衛星の軌道共鳴による超大質量ブラックホール連星の探査

Title Probing_Supermassive_Black_Hole_Binaries_with_Orbital_Resonances_of_Laser-Ranged_Satellite
Authors Minghui_Du_and_Qiong_Deng_and_Yifan_Bian_and_Ziren_Luo_and_Peng_Xu
URL https://arxiv.org/abs/2207.01100
超大質量ブラックホール連星(SMBHB)の合体からの$\mu$Hz重力波(GW)は、宇宙論、天文学、および基礎物理学の研究に役立つ広範な情報を運びます。LISAやTaijiのような宇宙搭載アンテナが動作する前は、電流検出器はこの周波数範囲のGWの影響を受けないため、他の方法で埋めるギャップがあります。一方、このようなGWは、共振効果によって衛星の軌道運動に永続的な痕跡を残す可能性があり、この現象の観測証拠は、衛星レーザー測距(SLR)測定によって取得できます。私たちの研究は主に、SMBHBからのGWのプローブとしてのSLRの可能性を探求することに専念しています。以前の研究に基づいて、衛星軌道の共鳴進化を数値的および分析的に計算し、関連するパラメーターへの依存性を調査しました。信号対雑音比(SNR)分析の結果は、個々の信号の痕跡がそれほど顕著ではない可能性があることを示しましたが、宇宙搭載アンテナの動作前に、SLMHBとSLRの合体から最初のGWを発見する可能性がありますミッションはまだ有望です。一眼レフミッションの文書化されたデータの徹底的な再分析も提案されています。

高密度2色QCDの格子シミュレーションからの高密度相対論的限界を超える音の速度

Title Velocity_of_Sound_beyond_the_High-Density_Relativistic_Limit_from_Lattice_Simulation_of_Dense_Two-Color_QCD
Authors Kei_Iida_and_Etsuko_Itou
URL https://arxiv.org/abs/2207.01253
格子モンテカルロシミュレーションから、低温および高密度での2色QCDの状態方程式(EoS)を取得します。超流動相でのBEC-BCSクロスオーバー後、音の速度が相対論的限界($c_s^2/c^2=1/3$)を超えることがわかります。このような音速の超過は、いくつかの有効な理論によって予測されますが、QCDのような理論の格子計算からは以前は知られていませんでした。この発見は、中性子星の質量と半径の最近の測定によって明らかにされた中性子星物質のEoSに関連している可能性があります。

非局所重力宇宙論位相空間ビュー

Title The_phase-space_view_of_non-local_gravity_cosmology
Authors Salvatore_Capozziello,_Rocco_D'Agostino,_Orlando_Luongo
URL https://arxiv.org/abs/2207.01276
宇宙の歴史を推進するための可能なシナリオとして、均質で等方性の宇宙背景における非局所積分カーネル重力理論を検討します。特に、高エネルギー領域と低エネルギー領域の両方でアインシュタインの重力を改善するために提案されたRicciスカラーの逆ダランベール演算子を含む重力作用の宇宙論的特性を調査します。特に、物理的に動機付けられた非局所指数結合のダイナミクスは、宇宙方程式を無次元変数を持つ一次微分方程式の自律システムとして再キャストすることによって詳細に分析されます。その結果、位相空間領域とその臨界点を研究し、それらの安定性と主な特性を調査します。特に、鞍点と後期宇宙論的アトラクターは、モデルの自由パラメーターの観点から議論されています。最後に、ダークエネルギーの振る舞いと$\Lambda$CDMモデルを考慮したアプローチの主な物理的影響について説明します。

宇宙線伝搬研究のために最適化されたFLUKA断面積

Title Optimized_FLUKA_cross_sections_for_cosmic-ray_propagation_studies
Authors Pedro_De_la_Torre_Luque,_Mario_Nicola_Mazziotta
URL https://arxiv.org/abs/2207.01553
宇宙線(CR)スペクトルデータの現在の優れた精度により、銀河内の荷電粒子の伝播に関する単純なモデルを正確にテストすることができます。ただし、私たちの研究は、CR相互作用の断面積に関連する不確実性によって厳しく制限されています。そのため、CR相互作用の処理に最適化されたFLUKAモンテカルロコードから派生した新しい断面のセットを開発しました。これらの断面と、CR伝播研究への応用に関する主な結果を示します。最後に、ガンマ線データから推測される電子スペクトルの低エネルギー破壊の予測について説明します。