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The Websky extragalactic CMB simulations
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics ( IF 6.4 ) Pub Date : 2020-10-05 , DOI: 10.1088/1475-7516/2020/10/012 George Stein 1, 2, 3 , Marcelo A. Alvarez 1 , J. Richard Bond 3 , Alexander van Engelen 3, 4 , Nicholas Battaglia 5
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics ( IF 6.4 ) Pub Date : 2020-10-05 , DOI: 10.1088/1475-7516/2020/10/012 George Stein 1, 2, 3 , Marcelo A. Alvarez 1 , J. Richard Bond 3 , Alexander van Engelen 3, 4 , Nicholas Battaglia 5
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We present a new pipeline for the efficient generation of synthetic observations of the extragalactic microwave sky, tailored to large ground-based CMB experiments such as the Simons Observatory, Advanced ACTPol, SPT-3G, and CMB-S4. Such simulated observations are a key technical challenge in cosmology because of the dynamic range and accuracy required. The first part of the pipeline generates a random cosmological realization in the form of a dark matter halo catalog and matter displacement field, as seen from a given position. The halo catalog and displacement field are modeled with ellipsoidal collapse dynamics and Lagrangian perturbation theory, respectively. In the second part, the cosmological realization is converted into a set of intensity maps over the range 10 - 10^3 GHz using models based on existing observations and hydrodynamical simulations. These maps include infrared emission from dusty star forming galaxies (CIB), Comptonization of CMB photons by hot gas in groups and clusters through the thermal Sunyaev-Zel'dovich effect (tSZ), Doppler boosting by Thomson scattering of the CMB by bulk flows through the kinetic Sunyaev-Zel'dovich effect (kSZ), and weak gravitational lensing of primary CMB anisotropies by the large-scale distribution of matter in the universe. After describing the pipeline and its implementation, we present the Websky maps, created from a realization of the cosmic web on our past light cone in the redshift interval 0
中文翻译：
Websky 河外 CMB 模拟
我们提出了一种有效生成河外微波天空合成观测的新管道，专为大型地面 CMB 实验量身定制，例如 Simons 天文台、Advanced ACTPol、SPT-3G 和 CMB-S4。由于所需的动态范围和精度，这种模拟观测是宇宙学中的一项关键技术挑战。从给定位置看，管道的第一部分以暗物质晕目录和物质位移场的形式生成随机宇宙学实现。晕目录和位移场分别用椭球坍塌动力学和拉格朗日微扰理论建模。在第二部分，使用基于现有观测和流体动力学模拟的模型，将宇宙学实现转换为 10 - 10^3 GHz 范围内的一组强度图。这些地图包括来自尘土星形成星系 (CIB) 的红外发射、热气体通过热 Sunyaev-Zel'dovich 效应 (tSZ) 以群和团的方式对 CMB 光子进行压缩、通过大量流通过 CMB 的汤姆森散射增强多普勒动力学 Sunyaev-Zel'dovich 效应 (kSZ)，以及宇宙中物质大规模分布对初级 CMB 各向异性的弱引力透镜效应。在描述了管道及其实现之后，我们展示了 Websky 地图，该地图是根据红移间隔 0 中过去光锥上的宇宙网实现创建的 这些地图包括来自尘土星形成星系 (CIB) 的红外发射、热气体通过热 Sunyaev-Zel'dovich 效应 (tSZ) 以群和团的方式对 CMB 光子进行压缩、通过大量流通过 CMB 的汤姆森散射增强多普勒动力学 Sunyaev-Zel'dovich 效应 (kSZ)，以及宇宙中物质大规模分布对初级 CMB 各向异性的弱引力透镜效应。在描述了管道及其实现之后，我们展示了 Websky 地图，该地图是根据红移间隔 0 中过去光锥上的宇宙网实现创建的 这些地图包括来自尘土星形成星系 (CIB) 的红外发射、热气体通过热 Sunyaev-Zel'dovich 效应 (tSZ) 以群和团的方式对 CMB 光子进行压缩、通过大量流通过 CMB 的汤姆森散射增强多普勒动力学 Sunyaev-Zel'dovich 效应 (kSZ)，以及宇宙中物质大规模分布对初级 CMB 各向异性的弱引力透镜效应。在描述了管道及其实现之后，我们展示了 Websky 地图，该地图是根据红移间隔 0 中过去光锥上的宇宙网实现创建的 dovich 效应 (kSZ)，以及宇宙中物质的大规模分布对初级 CMB 各向异性的弱引力透镜效应。在描述了管道及其实现之后，我们展示了 Websky 地图，该地图是根据红移间隔 0 中过去光锥上的宇宙网实现创建的 dovich 效应 (kSZ)，以及宇宙中物质的大规模分布对初级 CMB 各向异性的弱引力透镜效应。在描述了管道及其实现之后，我们展示了 Websky 地图，该地图是根据红移间隔 0 中过去光锥上的宇宙网实现创建的
更新日期：2020-10-05
中文翻译：
Websky 河外 CMB 模拟
我们提出了一种有效生成河外微波天空合成观测的新管道，专为大型地面 CMB 实验量身定制，例如 Simons 天文台、Advanced ACTPol、SPT-3G 和 CMB-S4。由于所需的动态范围和精度，这种模拟观测是宇宙学中的一项关键技术挑战。从给定位置看，管道的第一部分以暗物质晕目录和物质位移场的形式生成随机宇宙学实现。晕目录和位移场分别用椭球坍塌动力学和拉格朗日微扰理论建模。在第二部分，使用基于现有观测和流体动力学模拟的模型，将宇宙学实现转换为 10 - 10^3 GHz 范围内的一组强度图。这些地图包括来自尘土星形成星系 (CIB) 的红外发射、热气体通过热 Sunyaev-Zel'dovich 效应 (tSZ) 以群和团的方式对 CMB 光子进行压缩、通过大量流通过 CMB 的汤姆森散射增强多普勒动力学 Sunyaev-Zel'dovich 效应 (kSZ)，以及宇宙中物质大规模分布对初级 CMB 各向异性的弱引力透镜效应。在描述了管道及其实现之后，我们展示了 Websky 地图，该地图是根据红移间隔 0 中过去光锥上的宇宙网实现创建的 这些地图包括来自尘土星形成星系 (CIB) 的红外发射、热气体通过热 Sunyaev-Zel'dovich 效应 (tSZ) 以群和团的方式对 CMB 光子进行压缩、通过大量流通过 CMB 的汤姆森散射增强多普勒动力学 Sunyaev-Zel'dovich 效应 (kSZ)，以及宇宙中物质大规模分布对初级 CMB 各向异性的弱引力透镜效应。在描述了管道及其实现之后，我们展示了 Websky 地图，该地图是根据红移间隔 0 中过去光锥上的宇宙网实现创建的 这些地图包括来自尘土星形成星系 (CIB) 的红外发射、热气体通过热 Sunyaev-Zel'dovich 效应 (tSZ) 以群和团的方式对 CMB 光子进行压缩、通过大量流通过 CMB 的汤姆森散射增强多普勒动力学 Sunyaev-Zel'dovich 效应 (kSZ)，以及宇宙中物质大规模分布对初级 CMB 各向异性的弱引力透镜效应。在描述了管道及其实现之后，我们展示了 Websky 地图，该地图是根据红移间隔 0 中过去光锥上的宇宙网实现创建的 dovich 效应 (kSZ)，以及宇宙中物质的大规模分布对初级 CMB 各向异性的弱引力透镜效应。在描述了管道及其实现之后，我们展示了 Websky 地图，该地图是根据红移间隔 0 中过去光锥上的宇宙网实现创建的 dovich 效应 (kSZ)，以及宇宙中物质的大规模分布对初级 CMB 各向异性的弱引力透镜效应。在描述了管道及其实现之后，我们展示了 Websky 地图，该地图是根据红移间隔 0 中过去光锥上的宇宙网实现创建的
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