Gravitational Self-Lensing in Populations of Massive Black Hole Binaries
科学界可能即将探测到来自大质量黑洞双星（MBHB）的低频引力波，但还没有双星活动星系核（AGN）的例子得到证实。由于MBHB本质上是罕见的，最有希望的检测方法利用来自全天空调查的光度数据。最近D 'Orazio & Di Stefano 2018（arXiv：1707.02335）提出了引力自透镜作为一种在近距离分离双星中探测活动星系核的方法。在这项研究中，我们计算的可检测性透镜签名在现实人口的模拟MBHB。在我们的模型假设，我们发现，VRO的LSST应该能够检测到10秒至100秒的自透镜双星，与率的不确定性主要取决于AGN盘相对于他们的双星轨道的方向。大约四分之一的透镜可探测系统也应该显示出可探测的多普勒增强特征。如果活动星系核盘倾向于与轨道对齐，则透镜特征几乎是消色差的，而在未对齐的配置中，蓝色光学带比红色光学带被透镜化得更多。是否有大量遮蔽材料（例如~一个尘埃环面）将出现在密近双星中仍然不确定，但我们的估计表明，在这种情况下，相当大一部分系统仍然是可观测的。
2021-07-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining the environment of compact binary mergers with self-lensing signatures
Universitat de Barcelona (UB)（巴塞罗那大学）；ICREA（加泰罗尼亚高级研究院）；Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)（加泰罗尼亚空间研究学院）
本研究量化了致密双星并合在不同环境中的自透镜概率，发现AGN盘和核星团中巨大质量黑洞透镜可产生可探测的多重图像，结合偏振等特征可约束双黑洞环境。
2025-09-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
Detecting rotation from lensing in the CMB
本文联合分析 CMB 极化旋转、二阶透镜场旋转与梯度透镜重建估计量，评估现有及计划实验的噪声和探测前景，并指出 SPT-3G 与大尺度结构示踪体互相关可高显著性检验透镜场是否旋转极化。
2025-06-16 astro-ph.CO
How to detect lensing rotation
该研究提出通过CMB透镜旋度场与LSS示踪物模板的互相关来探测post-Born引力透镜旋转，预测SO和CMB-S4可分别达到约6σ和14σ显著性，并验证了信号偏差可忽略。
2025-01-27 astro-ph.CO
Rotation of the CMB polarisation by foreground lensing
本文研究了CMB极化各向异性的弱透镜修正，指出极化旋转是微扰理论二阶必须考虑的真实物理效应，澄清了文献争议，并证明一阶下矢量和张量模式均无极化旋转。
2024-09-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The Gravitational Lensing Signatures of BOSS Voids in the Cosmic Microwave Background
我们报告了在$Planck$ 2018宇宙微波背景（CMB）透镜会聚图中看到的重子振荡光谱（BOSS）数据发布12中宇宙空隙引力透镜效应的$5.3σ$探测。为了进行这种检测，我们引入了新的最佳技术，用于对CMB地图进行空洞堆叠和过滤，例如通过结合观测到的星系密度和大小来合并空洞，以分离具有独特透镜特征的空洞。我们使用Takahashi等人（2017）的108个全天空透镜模拟中生成的模拟目录来校准空洞透镜信号的理论预期。相对于这些模板，我们测量的数据中的透镜振幅参数是$A_L=1.10 \pm 0.21$使用匹配滤波器叠加技术，并确认它使用一种替代的维纳滤波方法。我们证明，结果是强大的热Sunyaev-Zel'dovich污染和其他来源的系统学。我们使用的透镜测量测试的物质和星系分布之间的关系空隙，并表明，线性偏置与星系聚类结果一致的值的假设是不一致的观测在$\sim 3σ$，我们解释了为什么这样的结果是一致的模拟和以前的结果，并预计作为一个结果的空隙选择效应。我们预测了未来的数据从先进的ACT，西蒙斯天文台和CMB-S4实验的空隙CMB透镜测量的潜力，表明，对于相同数量的空隙，可实现的精度提高了两倍以上的$Planck$相比。
2020-01-21 astro-ph.CO
Efficient estimation of rotation-induced bias to reconstructed CMB lensing power spectrum
本研究识别出各向异性旋转导致的类$N_L^{(1)}$噪声是CMB引力透镜功率谱重构偏差的主因，给出其解析表达式与模拟估计量，构建了有效数值框架以建模和缓解该偏差，助力未来CMB实验的宇宙学参数测量。
2024-10-10 astro-ph.CO
Strong-lensing Perturber Signatures in Self-interacting Dark Matter Simulations
University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
基于近期强引力透镜系统中低质量微扰体的发现，利用Concerto套件对自相互作用暗物质进行模拟，研究相关晕属性，识别出与观测一致的模拟晕，证明核心坍缩机制可解释其高密度，凸显强引力透镜对暗物质自相互作用探测的潜力。
2026-07-16 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Gravitational Lensing Effects on the Baryonic Acoustic Oscillation Signature in the Redshift-Space Correlation Function
通过测量红移-空间关联函数中的重子声振荡（BAO）峰，可以得到角直径距离D_A（z）和哈勃参数H（z）随红移的变化，从而限制了暗能量和空间曲率的性质。通过放大率偏差及其与星系密度的互相关效应，讨论了引力透镜对星系关联函数的扰动。在BAO尺度下，引力透镜效应给星系关联函数增加了一个小的缓慢变化的分量，并且不显著改变其形状，通过该分量可以测量BAO峰值。在角平均关联函数中，由于引力透镜效应，BAO峰的位置相对移动，在z=1时为10^-4，在z=2.5时上升到10^-3。在视线附近，透镜效应更强，但是当星系相关性平均在视线的5度范围内时（在一次调查中只包含0.4%的星系对），相对峰值位移在z=1和z=2.5时仅增加到10^-3.3和10^-2.4。此外，可以单独测量透镜效应的贡献，并从BAO尺度下观察到的相关性中减去。
2010-08-07 astro-ph.CO
Gravitational Lensing Signatures of Axion Dark Matter Minihalos in Highly Magnified Stars
轴子是冷暗物质（CDM）的一个可行的候选者，如果在膨胀后发生Peccei-Quinn相变，冷暗物质通常会从白噪声等曲率密度波动中形成亚行星质量的迷你晕。尽管轴子微晕的密度比由膨胀产生的绝热波动形成的较大晕更大，但其表面密度远小于引力透镜产生多重图像或高放大率所需的临界值，因此实际上无法单独检测到透镜。但在临界曲线附近叠加其它透镜的透镜效应会增强。我们提出了一种方法来检测它们通过光度监测最近发现的焦散凌星背后的集群透镜，在极端的放大系数$μ\gtrsim 10^3$-$10^4$作为透镜恒星交叉微透镜焦散引起的集群内的明星。对于质量的第一个引力坍缩的迷你晕的范围$\sim 10^{-15}$-$10^{-8}\,h^{-1}\,M_\odot$，我们表明，轴子迷你晕在星系团应集体产生微妙的表面密度波动幅度$\sim 10^{-4}$-$10^{-3}$上的投影长度尺度的$\sim 10$-$10^4\,$ AU，这印记在微焦透镜光变曲线的不规则性过境恒星。我们估计，在星系团晕内和宇宙的年龄范围内，这些小晕中的大多数可能会避免与恒星或其他小晕相遇的动态破坏。
2019-12-27 astro-ph.CO hep-ph
Lensing Signatures of a Slowly-Accelerated Black Hole
与宇宙弦相连的加速黑洞可能演化为超大质量黑洞。然而，如果它们要参与结构的形成并位于星系的中心，它们的加速度应该很小。这种缓慢的加速度不会显著改变引力透镜效应中的阴影或图像位置。然而，我们表明，与这些图像相关的时间延迟显着变化。这与当控制黑洞周围强引力场的理论与广义相对论不同时形成对比，在广义相对论中，不仅微分时间延迟不同，而且图像的角位置也不同。我们的结论是，如果观察到的角位置的图像是兼容的广义相对论的预测，观测值和广义相对论的预测之间的差分时间延迟的可能偏差，可能是由于加速的黑洞。
2022-10-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Incompatibility of Rotation Curves with Gravitational Lensing for TeVeS
我们约束的单参数类TeVeS模型测试的理论对旋转曲线和强引力透镜数据在银河系尺度上，在我们的形式主义完全保持相对论。我们分析的结果是--至少在其最简单的原始形式中，这是迄今为止文献中唯一研究的形式-- TeVeS被排除在外，因为在不包括显著的暗物质成分的情况下，模型不能一致地同时拟合两组数据。它还表明，基本的宇宙学模型的细节是不相关的，我们的分析，这涉及到星系尺度。恒星的初始质量函数的选择-这影响重子质量的估计-被发现不会改变我们的结论。
2009-07-09 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
The CMB Cold Spot under the lens II: Lensing signatures in polarization and cosmic texture footprints
Center for Cosmology and Computational Astrophysics, Institute for Advanced Study in Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院高等研究院宇宙学与计算天体物理中心）；Institute of Astronomy, School of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院天文研究所）；Observatório do Valongo, Universidade Federal do Rio de Janeiro（里约热内卢联邦大学瓦隆戈天文台）；Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas（巴西物理研究中心）；North Hennepin Community College（北亨内平社区学院）
本文研究了通过透镜效应检测宇宙纹理足迹的可能性，利用偏振数据提高信噪比，实现亚10角秒范围内的局部透镜特征探测。
2026-05-07 astro-ph.CO
Observational Signatures of Highly Magnified Gravitational Waves from Compact Binary Coalescence
针对致密双天体并合引力波透镜效应现象学研究空白，探索高放大引力波观测特征，发现其对建模鲁棒、无需电磁观测即可确证透镜效应，衍射会限制最大放大率并产生探测器可观测波形特征，当前设备可探测并用于研究高红移宇宙。
2025-04-15 astro-ph.CO gr-qc
Search for lensing signatures from the latest fast radio burst observations and constraints on the abundance of primordial black holes
原始黑洞（PBH）形成暗物质的一部分的可能性已经被考虑了很长时间，但在很宽的质量范围内限制得很差。快速射电暴（FRB）是持续时间为毫秒的明亮射电瞬变。它们的透镜效应被认为是限制恒星质量窗口中多光子带隙存在的最干净的探测器之一。本文首先利用归一化互相关算法在最新的FRB观测数据中搜索并识别出透镜FRB的候选者，即加拿大第一个氢强度测绘实验FRB星表中的$593$ FRB，然后从透镜特征的空搜索结果中推导出PBH丰度的约束条件。对于单色质量分布，通过假设通量比阈值依赖于每个FRB的信噪比，并且显然一次性事件是内在的单次爆发，可以将由PBH组成的暗物质的分数限制为在95\%置信水平下对于$\geq500~M_{\odot}$的$\leq87\%$。当考虑常规的恒定通量比阈值时，该结果将改善三倍。此外，我们推导出的限制PBH的对数正态质量函数自然预测的一些流行的通货膨胀模型和经常调查的引力波检测。我们发现，在这种质量分布的情况下，从目前公开的FRB观测的约束是相对较弱的一个从引力波检测。可以预见，即将到来的互补多信使观测将产生相当大的限制PBH在这个有趣的质量窗口的可能性。
2022-02-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Image Rotation from weak Lensing
即将到来的无线电巡天将包括完整的偏振信息，这可能对弱透镜观测有用。我们提出了一种新的方法来测量（集成）引力场之间的源和观察者，通过观察之间的角度的射电星系的形态和偏振的方向。为此，我们利用这样的事实，即，虽然光子的偏振是沿着光子测地线平行传输的，但源的无穷小形状，例如椭圆情况下的主轴，是李传输的。作为一个例子，我们计算的形状矢量的旋转相对于偏振方向，这是由前景史瓦西透镜分布的透镜所产生的。对于射电星系，源的内在形态取向和它的偏振发射是相关的。因此，观察偏振和形态取向提供了关于非透镜源取向和沿着视线的引力势的信息。
2021-09-15 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Strong lensing constraints on modified gravity models
我们施加的第一个强透镜约束的广泛的一类修改的引力模型，其中一个额外的领域，修改重力也耦合到光子（直接或间接通过与重子耦合），从而修改透镜。我们使用非奇异的等温椭球（NIE）的轮廓作为一个有效的潜力，它产生平坦的银河系旋转曲线。如果一个具体的修正重力模型给出一个平坦的旋转曲线，那么表征透镜效应的参数$Γ$必须取某个确定的值。我们发现，$Γ= 1.24\pm0.65$在$1σ$，符合广义相对论（$Γ= 1$）。这限制了最近提出的一些模型中的参数空间。
2018-12-12 astro-ph.CO
How does the Earth's rotation affect predictions of gravitational wave strong lensing rates?
下一代地面引力波探测器，如爱因斯坦望远镜，预计将观测到大量的强引力波事件，正如许多以前的论文所预测的那样。然而，所有这些工作都忽略了地球自转对这一预测的影响。多个透镜图像在不同的时间到达地球，因此，由于探测器相对于GW源方向的不同取向，地基探测器对透镜图像具有不同的响应。因此，除了透镜放大率之外，还适当地调制来自不同图像的GW信号的幅度。为了评估这种影响，我们进行了蒙特卡罗模拟，以计算透镜GW信号的事件率。我们的结论是，地球自转对引力透镜图像的事件率有不可忽略的影响。对于NS-NS、BH-NS和BH-BH系统，更新后的事件发生率分别降低$\sim40\%, \sim20\%, \sim10\%$。
2019-03-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Emission-angle and polarization-rotation effects in the lensed CMB
CMB的透镜效应是一个重要的效应，并且通常通过透镜偏转重新映射未透镜化的CMB场来建模。然而，透镜偏转也改变光子路径，使得发射角不再与背景最后散射表面正交。我们给出了第一次计算的发射角修正的标准透镜近似从偶极（多普勒）源的温度和四极源的温度和偏振。我们表明，虽然修正是可以忽略不计的温度和E-模式的偏振，额外的大规模的B-模式产生的白色光谱，占主导地位的后玻恩场旋转（卷曲透镜）。在大尺度上，大约百分之一的总透镜诱导的B模式振幅预计是由于这种效果。然而，由于时间延迟，光子发射角确实保持与扰动的最后散射表面正交，并且大尺度发射角B模式的一半与时间延迟的B模式相抵消，从而给出约0.5%的总贡献。虽然对计划中的观测并不重要，但该信号可能最终限制去透镜的能力，从而无法揭示原始引力波的低振幅。我们还推导出由于发射和观测之间的多次偏转而导致的偏振旋转。旋转角是偏转角的二次阶，因此小到可以忽略：偏振通常旋转小于弧秒，小于小尺度图像的数量级由于后玻恩场旋转（在剪切中是二次的）而旋转。在小尺度上，场旋转B模占主导地位。
2017-08-17 astro-ph.CO
Gauge-Invariant Formalism of Cosmological Weak Lensing
我们提出了宇宙学弱透镜的规范不变形式，解释了由于线性量级的标量、矢量和张量扰动引起的所有相对论效应。虽然光的传播完全由测地线方程描述，但光子波矢量与物理量的关系需要定义它们的框架的规范。通过构造观测者和源位置的局部四分体基，我们阐明了弱透镜观测量（如会聚、剪切和转动）与源静止坐标系中定义的物理尺寸和形状以及观测者静止坐标系中测量的观测角和红移之间的关系。与标准的透镜形式主义相比，额外的相对论效应对所有的透镜观测量都有贡献。我们明确验证规范不变性的透镜观测量，并比较我们的结果与以前的工作。特别是，我们证明，即使在存在的矢量和张量扰动，物理旋转的透镜观测值消失在线性顺序，而四分之一的基础旋转沿光传播相比，FRW坐标。虽然后者经常被用作探测原始引力波，但四分体基底的旋转确实不是一个物理观测。进一步阐明了它与弱透镜下的E-B分解的关系。我们的形式主义提供了一个透明的和全面的宇宙学弱透镜的观点。
2018-04-09 astro-ph.CO
Lensing of gravitational waves: universal signatures in the beating pattern
当引力波在大质量物体附近传播时，其路径会发生弯曲，从而产生引力透镜，这有望成为天体物理学中一种有前途的新仪器。如果不同路径之间的时间延迟与波周期相当，则透镜效应可能会在波形中引起拍频模式，并且这些效果可能非常接近焦散。然而，在焦散线附近，与几何光学近似相关的短波渐近性失效。为了正确地描述从波动光学到几何光学的交叉，以及菲涅耳数，它是透镜的史瓦西直径与波长之间的比率，必须包括另一个参数，即光源相对于焦散线的角位置。通过考虑质点透镜模型，我们表明，在二维参数空间中，传输因子的节线和反节线在焦散线附近的很宽的值范围内紧密遵循双曲线。这使我们能够提出一个简单的公式的发病几何光学振荡的菲涅耳数与角位置的源在单位的爱因斯坦角。我们发现，透镜的质量可以推断出从一个特定的透镜波形的干涉条纹的分析。
2022-07-11 astro-ph.CO gr-qc
Comparison of HMG and flat rotation velocities inferred from galaxy-galaxy weak lensing
Complutense University of Madrid（马德里康普顿斯大学）；Saint Louis University（圣路易斯大学）
本文比较HMG与MOND在弱透镜旋转速度上的表现，发现HMG在1 Mpc尺度略优，无需暗物质即可解释星系动力学异常。
2026-09-09 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Mapping weak lensing distortions in the Kerr metric
爱因斯坦的广义相对论意味着能量，即物质，会使时空弯曲，从而使类光测地线变形，从而产生引力透镜。这种现象在史瓦西度规的情况下得到了很好的理解，并且在过去得到了准确的描述;然而，尽管有潜在的实际观测应用，克尔时空中的透镜在文献中受到的关注较少。特别是，在这样的空间中的透镜效应是不能表达为标量势的梯度，因此是卷曲状签名和非对称剪切图案的来源。在本文中，我们开发了一个可微透镜映射的克尔度规，返工和扩展以前的方法。通过使用弱引力透镜的标准工具，我们隔离并量化了由度规中角动量的存在唯一引起的扭曲。我们应用这个框架的克尔一样的前景物体上的源的背景分布引起的失真。我们验证了新的独特的透镜签名的数量级低于目前的观测范围的镜头配置。
2017-06-13 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational lensing effects of supermassive black holes in cluster environments
本研究探讨星系团中超大质量黑洞的引力透镜效应。虽然在星系中存在中央SMBH是确定的，但最近的高分辨率模拟工作预测存在额外的流浪SMBH人口。虽然这些SMBH的质量对星系团中较大尺度和单个星系尺度的暗物质成分来说是一个微小的扰动，但它们会影响统计透镜特性和单个透镜图像配置。探测这些潜在的可观察到的签名，我们发现，SMBHs的印记可检测的签名在罕见的，高阶强透镜图像配置，虽然他们没有表现出任何统计学上显着的可检测的证据，无论是放大率分布或集成的剪切剖面。调查特定的透镜图像的几何形状，我们报告说，一个大规模的，近点状的，潜在的SMBH导致以下可检测的影响：（一）图像分裂，导致产生额外的图像;（二）位置和放大倍数不对称的多重成像系统;和（iii）明显消失的透镜反像。其中，星团切向临界曲线内的图像分裂是最普遍的显著观测特征。我们证明了这些可能性在两种情况下观察到的巨大的弧在$SGAS\,J003341.5+024217$和$RX\,J1347.5-1145$，其中看到的特定图像配置可以复制SMBH。未来的高分辨率仪器观测（例如MAVIS-超大望远镜，MICADO-超大望远镜和升级的ngVLA，以及来自\textit{Euclid} \& \textit{Nancy Grace Roman}空间望远镜和鲁宾LSST天文台的数据可能使我们能够探测这些独特而罕见的SMBHs透镜特征。
2022-11-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Tracing Cosmological Signature with Doppler Lensing: Insights from Cosmological Simulations
Jahangirnagar University（贾汉吉尔纳加尔大学）；East West University（东西大学）
研究通过比较两种相对论N体模拟框架，评估多普勒透镜在不同空洞和晕中的表现，为模拟选择提供指导。
2026-01-20 astro-ph.CO
Searching for Cooling Signatures in Strong Lensing Galaxy Clusters: Evidence Against Baryons Shaping the Matter Distribution in Cluster Cores
某些星系团的质量密度分布变得集中到足以产生高强度透镜（SL）截面的过程还没有得到很好的理解。有人认为，由于冷却导致的团内介质（ICM）的重子凝聚可能会将暗物质拖到核心，从而使剖面变陡。在这项工作中，我们在第一个大的，定义明确的强透镜选择星系团的样本中寻找持续的ICM冷却的证据，范围为0.1 < z < 0.6。基于ICM冷却速率与光发射线光度和恒星形成之间的已知相关性，我们测量了89个强透镜星系团样本中最亮星系团（BCG）中具有[OII]3727发射的星系团比例。我们发现当z > 0.2时，线发射的BCGs的比例是常数，并且与总的星系团数没有统计上的显著偏差。由4000埃的破裂强度D_4000所追踪到的特定恒星形成率也与一般的星团人口相一致。最后，我们使用SL集群的光学成像来测量角间距，R_arc，在我们的样品中的弧和每个透镜集群的质心之间，并测试改变[OII]发射和D_4000作为R_arc的函数，SL横截面的代理观察的证据。D_4000对于所有R_arc值都是恒定的，并且对于R_arc > 10”，[OII]发射分数显示不依赖于R_arc，并且对于R_arc < 10”的系统，只有非常微弱的证据表明弱[OII]发射增加。这些结果反对与星系团核心的冷核活动相关的重子冷却能力，强烈修改潜在的暗物质潜力，导致强透镜截面的增加。
2013-05-17 astro-ph.CO
The signature of primordial black holes in the dark matter halos of galaxies
本文的目的是调查的索赔，在引力透镜类星体系统的透镜星系中的恒星总是可以解释观察到的类星体图像的微透镜。一个小样本的引力透镜类星体系统被选中的地方，类星体的图像似乎躺在边缘的恒星分布的透镜星系。与大多数类星体系统一样，所有单个类星体的图像都被观察到是微透镜的。透镜星系在类星体图像位置的表面亮度是从HST帧测量的，并转换为恒星表面质量密度。从类星体系统的透镜模型中获得了像点处光滑分布的暗物质的表面密度，并将其应用于恒星表面质量密度，从而给出了微透镜的光学深度。然后，这被用来评估透镜星系中的恒星可能对观察到的微透镜现象负责的概率。这些结果得到了类星体图像周围恒星场的微透镜模拟以及透镜模型中的会聚和剪切值的支持。总的来说，所有观测到的微透镜现象都是由恒星引起的概率约为0.0003。由表面亮度测量、质光比和暗物质晕的贡献引起的误差对这一结果没有显著影响。有人认为，最可能的微透镜候选者是原始的黑洞，无论是在透镜星系的暗物质晕，或更普遍地分布在视线的类星体。
2020-01-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Halo collapse: virialization by shear and rotation in dynamical dark-energy models. Effects on weak-lensing peaks
在扩展的球坍缩模型（SCM）中，研究了$Λ$ CDM模型和七个动力学暗能量模型的位力超密度$Δ_{\rm vir}$的演化。在这里，维里化过程自然地通过引入剪切和旋转而不是使用维里定理来实现。我们概括了文献中提出的两种方法，并表明，无论暗能量模型，新的维里化项可以校准的特殊速度的外壳测量从爱因斯坦-德西特模拟。这两种维里化方法定性地再现了普通SCM的特征，即，一个常数$Δ_{\rm vir}$的EdS模型和时间变化的暗能量模型，但没有任何质量依赖。根据维里化的实际描述和暗能量模型，$Δ_{\rm vir}$的值在10%到40%之间变化。我们使用新的配方来预测表面质量密度分布的暗物质晕和收敛密度峰值的LSST和欧几里得弱透镜调查的数量。
2019-10-08 astro-ph.CO
Towards Quantifying the Impact of Triaxiality on Optical Signatures of Galaxy Clusters: Weak Lensing and Galaxy Distributions
该研究利用DES和DECaLS中数千个近弛豫星系团，以中央星系方位角指示三轴取向，测量沿长短轴的弱透镜与星系密度剖面，量化三轴性对星系团光学信号的影响。
2024-04-03 astro-ph.CO
Strong lensing signatures of luminous structure and substructure in early-type galaxies
强透镜系统中多个图像的到达时间、位置和通量可以用来推断偏转器中暗晕的存在，从而测试冷暗物质模型的预测。然而，引力透镜并不区分由重子和非重子质量引起的光滑引力势的扰动。在这项工作中，我们量化的偏转器的恒星质量分布可以再现通量比和天体测量异常通常与存在的暗物质subhalo的程度。利用哈勃空间望远镜拍摄的附近星系的图像，我们模拟了强透镜系统与实际分布的恒星质量，因为它们将被观察到的红移$z_d=0.5$。我们添加了一个暗物质晕和外部剪切帐户的顺利暗物质领域，省略黑暗的子结构，并使用蒙特卡罗程序来表征图像的位置，时间延迟和流量比的分布为一个紧凑的背景源的直径为5 pc。通过卷积高分辨率图像的真实星系与高斯PSF，我们模拟了最详细的光滑的潜力，可以构建给定的高质量的数据，并找到分散的流量比的$\approx 10\%$，我们解释为一个典型的偏离所造成的透镜星系的大小尺度结构的光滑的潜力。我们证明了由星系尺度重子结构引起的通量比异常可以通过选择最大质量和最圆的偏转器来最小化，并且通过同时模拟通量比和天体测量数据来最小化。
2016-10-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Warm Dark Haloes Accretion Histories and their Gravitational Signatures
我们研究团簇在温暖的暗物质（WDM）模型的热产生的暗物质粒子$0.5$千电子伏的质量。我们发现，尽管集群在WDM宇宙学具有类似的密度分布，其冷暗物质（CDM）的同行，内部属性，如数量的子结构，显示出显着的差异。该结果是令人惊讶的，因为簇的质量尺度比结构形成被抑制的质量尺度大{ \em一千倍}。WDM集群通过平滑吸积获得更多的质量，并且包含比CDM兄弟更少的子结构。更高的平滑质量吸积导致物理上更扩展和更低密度的次晕。这些细微的差异可以通过强引力透镜来探测。我们发现，出乎意料的是，WDM集群有{ \em更高}的透镜效率比那些在CDM宇宙学，相反的天真的期望，WDM集群应该是效率较低，由于它们包含的子结构少。尽管密度较低，但较大的WDM子晕更有可能比CDM子晕具有更大的透镜截面。此外，WDM子晕通常位于更大的距离，这径向拉伸了与强引力透镜相关的临界线，导致在$\sim2σ$水平上具有大径向横截面的集群数量过多。尽管单个簇的透镜轮廓随视线而显著变化，但基于$\gtrsim100$簇的样本的径向弧分布可能被证明是WDM存在的关键测试。
2014-06-13 astro-ph.CO
Jacobi Mapping Approach for a Precise Cosmological Weak Lensing Formalism
自2000年首次探测到宇宙剪切以来，宇宙弱透镜已经成为一个非常成功和迅速发展的研究领域。然而，最近Yoo等人指出，标准的弱透镜形式主义产生依赖于规范的结果，因此，不符合下一代弱透镜调查所要求的精度水平。在这里，我们表明，雅可比映射形式主义提供了一个坚实的替代标准形式主义，因为它准确地描述了所有的相对论效应，有助于弱透镜观测。我们计算的规范不变表达式的失真的光度距离，宇宙剪切分量和透镜旋转的线性顺序，包括标量，矢量和张量扰动。特别地，Jacobi映射形式主义证明了旋转完全消失到线性阶。此外，宇宙剪切分量包含张量模式中的附加项，这在标准形式主义获得的结果中是不存在的。我们的工作为精确宇宙学时代所需的规范不变透镜形式主义提供了进一步的支持和确认。
2018-08-02 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational wave lensing: probing Fuzzy Dark Matter with LISA
本文研究 LISA 观测双大质量黑洞并合引力波时的波动光学透镜效应，提出利用频率相关衍射特征识别 FDM 晕的孤子核并区分 FDM 与冷暗物质。
2025-07-11 astro-ph.CO gr-qc
CMB Lensing and Giant Rings
我们研究了宇宙微波背景辐射中一个前惯性粒子（PIP）的引力透镜特征，假设它是最近在WMAP数据中发现的巨环异常的原因。模拟普朗克数据，我们发现，一般的CMB透镜信噪比与这样的PIP是相当小的，它将是困难的交叉关联的温度巨环与CMB透镜信号。然而，如果起始前的粒子也是从局部大尺度结构测量的整体流的原因，而局部大尺度结构恰好指向与巨环大致相同的方向，那么CMB透镜的信噪比是相当重要的。
2012-05-15 astro-ph.CO
Impact of post-Born lensing on the CMB
本文研究后Born透镜化对CMB的影响，通过数值模拟发现其对收敛功率谱的修正及场旋转在当前观测水平下可忽略，但后Born非线性效应显著改变双谱形状，需纳入透镜化重建的偏差估计，且场旋转双谱有望在Stage IV观测中被探测到。
2024-05-31 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational lensing effect on cosmic birefringence
本文研究了引力透镜对类轴子粒子诱导的CMB极化宇称奇功率谱的影响，发现未来高分辨率CMB实验必须包含透镜修正以避免参数估计偏差。
2023-05-23 astro-ph.CO hep-ph
Astrophysical Signatures of Black holes in Generalized Proca Theories
解释晚期时间加速是当今理论物理学家最具挑战性的任务之一。对爱因斯坦广义相对论（GR）的修正是一种可能的途径来模拟晚期加速。在这方面，矢量张量理论作为大宇宙尺度上引力相互作用的一部分，最近已经提出。这涉及到弯曲时空中的大质量Proca拉格朗日量的推广。这种理论中的黑洞解也被构造出来。在这篇论文中，我们研究了这种黑洞的不同天体物理特征。我们首先研究了这类静态球对称黑洞解的强透镜效应和时滞效应，特别是S2星被银河系中心人马座A* 的引力透镜效应.利用Newman-Janis算法构造了旋转黑洞解，并研究了旋转黑洞时空中的透镜效应、时间延迟和黑洞阴影效应.我们讨论了在未来的观测中检测Proca头发的可能性。
2019-01-22 astro-ph.CO gr-qc
The gauge invariant cosmological Jacobi map from weak lensing at leading order
我们用微扰理论计算了一阶弱透镜Jacobi映射，证明了它是规范不变的，也是对称的。因此，线性扰动不会引起任何旋转。然而，矢量和张量扰动诱导$B$ -模式的剪切。我们发现，相反，往往是在文献中声称的，剪切$B$模式的功率谱是不完全由旋转功率谱。此外，$E$模式剪切功率谱不是由收敛功率谱确定的。虽然这种差异对于标量扰动来说很小，但对于张量扰动，即引力波，它变得非常相关。
2022-06-13 astro-ph.CO gr-qc
Primordial Physics in the Nonlinear Universe: mapping cosmological collider models to weak-lensing observables
University of Chicago（芝加哥大学）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理学研究所）；NSF-Simons AI Institute for the Sky (SkAI)（NSF-西蒙斯天空人工智能研究所（SkAI））；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
本文提出一种方法，通过任意双谱信号运行宇宙模拟，生成三十多个PNG生成模板，研究碰撞物理在非线性密度场中的特征，并利用弱透镜观测预测约束。
2026-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Unveiling Neutrino Halos with CMB Lensing
该研究探讨在可预见的未来通过宇宙微波背景弱引力透镜探测暗物质晕周围的中微子晕的可能性，有望提供首个超越线性理论的宇宙中微子观测特征。
2024-04-16 astro-ph.CO hep-ph
Reconstructing Cosmic Polarization Rotation with ResUNet-CMB
Southern Methodist University（南卫理公会大学）
宇宙极化旋转，这可能会导致宇称违反新的物理或原始磁场的存在，转换$E$模式的偏振宇宙微波背景（CMB）到$B$模式的偏振。各向异性的宇宙极化旋转导致统计各向异性的CMB偏振，可以重建与二次估计技术类似的引力透镜的CMB设计。在即将到来的CMB调查的敏感性，透镜引起的$B$模式偏振将作为一个限制因素，在各向异性的宇宙偏振旋转的搜索，这意味着一个分析，其中包括某种形式的去透镜将需要改善与未来的调查效果的约束。在本文中，我们扩展的ResUNet-CMB卷积神经网络重建各向异性的宇宙极化旋转存在的引力透镜和补丁再电离，我们表明，网络同时重建所有三个影响的方差低于标准的二次估计几乎匹配的性能的迭代重建方法。
2022-01-19 astro-ph.CO cs.CV stat.ML
Strong lensing signatures of self-interacting dark matter in low-mass halos
在具有自相互作用暗物质（SIDM）的模型中，核心的形成和失控的核心坍缩显著地改变了坍缩晕的中心密度分布。利用模拟数据集的正演模拟推理框架，我们证明了四重图像强引力透镜中的通量比可以探测SIDM晕的独特结构特性，并统计地约束质量介于$10^6 - 10^{10} M_{\odot}$之间的晕中相互作用截面的振幅和速度依赖性。在这些尺度上的测量探测速度低于$30 \ \rm{km} \ \rm{s^{-1}}$的自相互作用，这是一个相对未探索的参数空间制度，补充了星系和星系团在更高速度下的约束。我们铸造的振幅和速度依赖的相互作用截面的$σ_{20}$方面的约束，截面振幅在$20 \ \rm{km} \ \rm{s^{-1}}$。有50个镜头，在不久的将来可用的样本大小，从空间紧凑的中红外发射周围的背景类星体和通量比测量，我们预测$σ_{20} < 11-23 \ \rm{cm^2} \rm{g^{-1}}$在$95 \%$ CI，取决于subhalo质量函数的振幅，并假设冷暗物质（CDM）。或者，如果$σ_{20} = 19.2 \ \rm{cm^2}\rm{g^{-1}}$，我们可以排除CDM的似然比为20：1，假设的幅度的subhalo质量函数的结果，在银河系相对于大质量的椭圆星系的双效率的潮汐破坏。这些结果表明，强透镜的紧凑，未解决的来源可以限制SIDM结构的亚银河系尺度上的宇宙…
2021-09-05 astro-ph.CO
The lensing and temperature imprints of voids on the Cosmic Microwave Background
我们已经在宇宙微波背景辐射中，在普朗克温度图和透镜会聚图中寻找了宇宙空洞的特征;空洞在这两个图中都应该是递减的。我们使用来自DR 12 SDSS CMASS星系样本的Zobov空洞。我们的分析基于N体模拟，以避免后验偏差。我们第一次检测到CMB透镜效应中的空洞特征：其意义是$3.2σ$，在振幅和投影密度轮廓形状上都接近$Λ$ CDM。还观察到温度下降，具有中等显著性（$2.3σ$），幅度约为预测值的6倍。这种温度信号主要是由半径在100和150 Mpc/h之间的空隙引起的，而透镜信号主要是由较小的空隙引起的-正如预期的那样;透镜直接与密度有关，而ISW取决于引力势。观测和模拟中的空隙丰度也是一致的。我们还重复了排除低显著性空隙的分析：没有检测到透镜信号，上限约为$Λ$ CDM预测的两倍。但是平均温度下降现在在$3.7σ$水平上变得非零（类似于Granett等人发现的），振幅是预测值的20倍然而，所观察到的温度对空隙尺寸的依赖性与模拟结果不一致，而透镜效应的结果与$Λ$ CDM理论一致。因此，理论和观测之间的整体张力并不支持非标准的引力理论，尽管有迹象表明来自空洞的ISW效应的幅度有所增强。
2016-12-16 astro-ph.CO
CMB-lensing beyond the leading order: temperature and polarization anisotropies
我们研究了弱透镜效应对CMB温度和偏振各向异性的影响。我们认为所有的影响超出了领先的顺序：后玻恩校正，LSS校正，并为偏振各向异性，校正由于在源的发射和在观察者的检测之间的偏振方向的旋转。结果表明，在小尺度下，对B模偏振的次前阶修正是不可忽略的，并且主要由旋转的贡献所决定，这是一个在以往的工作中没有考虑到的新效应.考虑到消失的原始引力波，由于旋转的B-模式修正是可比的宇宙方差$\ell \gtrsim 3500$，在所有其他光谱的校正总是低于该阈值的一个单一的多极。此外，所有的影响之和大于宇宙方差在高多极，表明高阶透镜校正B模式偏振原则上是可检测的。
2018-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational lensing of pulsars as a probe of dark matter halos
宇宙学中一个特别的悬而未决的问题是，小尺度上的暗物质是否是cluquitous，形成分布在银河系内的引力束缚晕。检验这一假设的实际困难来自这样一个事实，即在天体物理学尺度上，暗物质只能通过与其他物体的引力相互作用来观察。本论文提出了一个基于引力透镜的解决方案，通过毫秒脉冲星观测中的低质量暗物质晕的特征来映射和表征它们。这包括：首先，确定在光环的参考系中产生的时间延迟和放大率表面;其次，在观测者的参考系中获得相应的脉冲星特征;最后，将该方法推广到不同距离处的多个光环。我们讨论是否延迟是观测检测的单镜头和多镜头。时间延迟的关键依赖性是晕所采用的密度分布。我利用各种建议晕质量配置文件-椭圆形，史瓦西，水平盘透镜和Navarro-Frenk-White（NFW）的密度配置文件-这是适用于范围广泛的晕群众。我演示了使用汉克尔变换，以提高效率的相对论时间延迟计算。这种晕的观测特征最好用毫秒双星来识别，因为它们的旋转频率和周期稳定性很高。我的方法在搜索透镜现象的迹象时不需要进行重大调整，因此不需要实现专业的数据简化管道。因此，我们可以很容易地利用现有和未来调查的数据。这种方法很容易扩展到附近的球状星团和星系，在脉冲星检测在这样的距离有待改进。
2022-10-11 astro-ph.CO
Cusp-core problem and strong gravitational lensing
对星系形成的宇宙学数值模拟显示，纯冷暗物质晕向中心的密度分布呈尖形，这与以冷暗物质为主的矮星系和低表面亮度盘状星系的自转曲线观测结果存在明显的矛盾，后者倾向于具有平坦中心核的质量分布。近年来，人们为解决这个尖点-核问题做了大量的工作，其中重子-冷暗物质相互作用被认为是消除冷暗物质（CDM）尖点的主要物理机制。很明显，重子-冷暗物质的相互作用并不仅仅是为CDM主导的盘星系定制的，而是为所有类型的盘星系定制的，包括巨大的椭圆星系。我们首先用Burkert剖面拟合最近的高分辨率自转曲线观测值，然后用约束的核尺寸-晕质量关系计算透镜频率，并将预测结果与强透镜观测值进行比较。不幸的是，事实证明，盘状星系旋转曲线限制的核心尺寸无法外推到巨型椭圆星系。我们的结论是，在标准宇宙学范式中，重子-冷暗物质相互作用不是星系形成的普遍机制，因此，它们不能真正解决尖核问题。
2009-10-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Finite-Core Signatures in LISA-Band Wave-Optics Lensing by Low-Mass Dark Matter Halos
Hunan Normal University（湖南师范大学）；Yangtze University（长江大学）；Wuhan University（武汉大学）
研究通过LISA波段引力波衍射透镜探测低质量暗物质晕的有限核结构，比较NFW和cored-NFW轮廓的波光学放大因子，发现有限核平滑时间延迟响应并重塑衍射峰，为孤立视线晕和子晕提供有限核基准。
2026-06-19 astro-ph.CO gr-qc
Weak lensing probe of cubic Galileon model
包含最低非平凡阶全伽利略作用量的立方伽利略模型可以产生稳定的晚期宇宙加速。该模型可以在结构的生长中发挥重要作用。结构形成中立方伽利略模型的特征可以通过弱透镜统计来探测。弱透镜收敛统计量是对结构形成的最强探测之一，因此它可以探测暗能量或引力模型的修正理论。本文通过收敛功率谱和双谱研究了立方Galileon模型从$ Λ$ CDM模型或从正则精粹模型的可探测性。
2018-06-11 astro-ph.CO gr-qc
Inferring magnetic field strengths in high-redshift lensing galaxies from Faraday rotation measure observations
Universität Heidelberg（海德堡大学）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Max-Planck-Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）；Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理研究所）
本研究利用TNG50模拟和偏振辐射传输，评估了从法拉第旋转推断高红移透镜星系磁场强度的方法，发现差分法拉第旋转是稳健探针，但CLASS B1152+199的大ΔRM在模拟星系中较罕见。
2026-10-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Observational Signatures of Modified Bardeen Black Hole: Shadow and Strong Gravitational Lensing
本文通过阴影和强引力透镜观测研究了修正Bardeen黑洞的观测特征，利用EHT对$M87^*$和$SgrA^*$的观测数据约束了模型参数，并验证了其作为可行天体物理黑洞候选者的有效性。
2023-11-18 astro-ph.CO gr-qc
Multipolar moments of weak lensing signal around clusters. Weighing filaments in harmonic space
上下文即将到来的弱透镜巡天，如欧几里得，将提供一个前所未有的机会来量化宇宙网络的几何和拓扑结构，特别是在透镜星团附近。目的。理解宇宙网络与无偏质量示踪剂（如弱透镜）的连接性，对于探索潜在的宇宙学，寻找暗物质的动力学特征，以及量化环境对星系形成的影响至关重要。方法.模拟目录的星系团提取的N体PLUS模拟。对于每个集群，收敛的孔径多极矩计算在两个annuli（维里半径的内部和外部）。通过叠加它们的模，建立了一个统计估计器来估计星系团周围的角质量分布。的时刻相比，从微扰理论和球形崩溃的预测。结果大尺度上多极幂的主要弱色过剩被理解为是由星系团不断增长的势阱驱动的原始宇宙网的收缩引起的。除了这种提升，四极盛行的集群（椭球形）的核心，而在郊区，谐波失真传播的小角度模式，并跟踪非线性锐化的附属结构。预测的信号幅度作为集群为中心的距离，质量和红移的函数。测量这种信号的前景估计当前和未来的透镜数据集。结论.欧几里德飞行任务应提供所有必要的信息，以便利用多极矩和探测重子和暖暗物质等的独特特征，研究透镜星系团周围宇宙网连通性的宇宙演化。
2017-06-01 astro-ph.CO
Observable Signatures of RN Black Holes with Dark Matter Halos via Strong Gravitational Lensing and Constraints from EHT Observations
该研究分析暗物质晕对带电球对称黑洞强引力透镜的影响，推导强偏转极限系数并数值计算偏转角变化，结合EHT观测数据约束M87*和SgrA*的电荷参数，证明这类黑洞可与标准黑洞区分，为后续观测提供依据。
2025-01-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Born-Infeld signatures in AdS black hole thermodynamics and gravitational lensing
Princeton University（普林斯顿大学）；İstanbul University（伊斯坦布尔大学）；Koç University（科奇大学）；Eastern Mediterranean University（东地中海大学）
研究Born-Infeld修正对AdS黑洞热力学和引力透镜的影响，揭示了热机效率提升及等离子体环境中的偏转特性。
2025-12-12 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Perturbative and numerical study of nonlinear relativistic effects in weak lensing
Institute for Basic Science (IBS)（韩国基础科学研究院）；Universität Zürich（苏黎世大学）；Université de Genève（日内瓦大学）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
本文研究了弱引力透镜中非线性相对论效应，通过Jacobi映射方法推导了旋转场、剪切B模及其角功率谱，发现考虑Sachs基底平行运输后，旋转与剪切B模谱分离，且在大角尺度上修正达5%，并首次分析了框架拖拽对剪切B模角功率谱的影响。
2026-08-21 astro-ph.CO gr-qc
