基于CFHTLenS和VOICE巡天的若干弱引力透镜宇宙学研究

Weak lensing effects have been recognized as one of the most important probes in cosmological studies, especially in understanding the nature of dark matter and dark energy. The research proposed here focuses on weak lensing analyses with real observational data from CFHTLenS, the highest standard data of weak lensing observations up to date. The specific studies include shear higher-order correlation analyses, weak lensing peak statistics, dark matter distribution of clusters of galaxies, galaxy-galaxy lensing analyses. Partially based on our previous theoretical and observational studies, we will pay particular attention to investigate different systematic effects occurred in real observational data and how they affect the extracted cosmological information. Through collaborations, we will also conduct detailed data analyses for the ongoing VOICE weak lensing survey and the subsequent cosmological studies.

弱引力透镜效应是宇宙学研究，特别是暗物质暗能量研究的重要手段之一。本申请项目将以CFHTLenS数据为基础，在剪切高阶相关统计，峰值统计，星系团物质分布，星系－星系引力透镜效应等方面展开深入研究。以我们已有的理论、观测研究为基础，我们将着重于探讨利用实际观测数据进行弱引力透镜宇宙学分析时可能存在的不同系统问题及如何从中准确地提取宇宙学信息。通过合作，我们亦将深入参与正在实施的弱引力透镜VOICE巡天，从数据分析入手，进而展开相关宇宙学研究。

弱引力透镜效应是宇宙学研究的重要探针。但因其信号微弱，从观测和分析的角度都极具挑战性。本项目围绕弱引力透镜统计分析和星系剪切信号测量两方面开展了研究，主要内容包括 1）利用CFHTLenS弱引力透镜观测数据开展宇宙学研究，侧重于非高斯统计、星系团研究和星系－星系引力透镜研究： 2）分析VOICE观测数据，开展测量，建立星系剪切样本。在宇宙学研究方面，我们提出了弱引力透镜高峰值统计理论模型，建立了快速计算分析管线，应用于CFHTLenS和其他观测（CS82， KiDS)数据，进行了系列研究，包括对f(R)修改引力理论给出了严格的限制、进一步揭示了弱引力透镜观测和Planck微波背景观测给出的限制的可能差异、峰值模型的理论发展等，在国际上产生重要影响，推动了该方向的发展。同时利用CFHTLenS数据，我们得到了至今为止统计质量最好的剪切三点相关信号。利用该数据，我们亦对～150个星系团进行了分析，详细研究了各种系统误差对利用弱引力透镜限制暗晕物质分布的影响，得到了质量－聚度(M-c)关系。作为VOICE核心成员，利用其对CDFS～4平方度天区多曝光深场观测数据，我们进行了大量详细的分析和模拟检验，最终得到了高质量星系剪切样本，有效星系数密度达到ng=16.8／平方角分, 是KiDS巡天结果的～2倍，该样本为后续研究奠定了基础。..项目组成员密切合作，在理论、数值计算、观测统计分析、观测数据处理剪切测量等方面作出了卓有成效的工作，培养了弱引力透镜宇宙学研究人才，本研究团队已成为国内该领域研究的核心团队。