The galaxy-galaxy strong lensing cross section and the internal distribution of matter in ΛCDM substructure
本文研究星系-星系强引力透镜（GGSL）事件与ΛCDM模拟的差异，通过重新分布星系团亚晕内质量（如采用NFW轮廓并加入重子成分）尝试解决，但发现无法消除矛盾，提示需探索替代暗物质模型。
2024-05-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Density profile, velocity anisotropy and line-of-sight external convergence of SLACS gravitational lenses
利用斯隆透镜ACS巡天观测到的58个强透镜事件的数据，通过两种独立的方法：恒星动力学和强引力透镜，估算了它们的爱因斯坦半径内的投影星系质量。我们进行了联合分析，这两个估计模型内的透镜密度分布，恒星速度各向异性和视线（LOS）的外部收敛，其中包括强透镜效应的大尺度结构的影响，具有高达三个自由度。采用贝叶斯分析来估计模型参数，评估其显著性并比较模型。我们发现，数据有利于贾菲的光剖面Hernquist的，但这两者之间的任何特定的选择并不改变定性的结论，我们调查的系统的功能。的密度分布是兼容的等温，是稍微陡峭，并具有不确定性的对数斜率的顺序为5%的模型，考虑到各向异性和外部收敛的先验知识。我们确定了一个相当大的退化之间的密度剖面斜率和各向异性参数，这在很大程度上增加了这些参数的估计的不确定性，但我们没有遇到任何证据，有利于平均为整个样本的各向异性速度分布。由宇宙学给出的先验概率分布后的LOS外部收敛对透镜密度分布的估计有很小的影响，但可以增加其值的色散近40%。
2011-01-18 astro-ph.CO
Gravitational lensing of gravitational waves: prospects for probing intermediate-mass black holes in galaxy lenses with global minima image
该研究利用强透镜引力波全局极小值图像，证明恒星微透镜效应可忽略，从而提出用中等质量黑洞透镜探测暗物质比例的方法，并给出排除上限。
2024-07-20 astro-ph.CO
New Global VLBI observations of the gravitational lensing system MG J0414+0534
引力透镜系统MG J0414+0534由一个红移约为0.96的椭圆星系和一个z约为2.64的类星体组成。该系统的几何形状是典型的透镜的椭圆星系与类星体接近，并在一个折叠焦散。它显示了背景光源的4张图像，并且在可见光波长处可以看到部分爱因斯坦环。2008年6月，全球VLBI阵列在18厘米处观测到了它。我们在这里提出的成像结果和初步的透镜模型约束这些意见。
2010-11-30 astro-ph.CO
A comparison of the excess mass around CFHTLenS galaxy-pairs to predictions from a semi-analytic model using galaxy-galaxy-galaxy lensing
星系的物质环境关系到星系形成和演化的物理过程。利用星系-星系-星系透镜效应作为直接探测器，我们绘制了加拿大-法国-夏威夷望远镜透镜巡天（CFHTLenS）中不同透镜间距下星系对周围相关表面质量密度的分布。我们比较，第一次，这些所谓的多余的质量地图提供的预测最近的半解析模型，这是植入在暗物质千年模拟。我们分析星系与恒星质量之间的$10^9-10^{11}\,{\rm M}_\odot$在两个光度红移箱，透镜红移$z\lesssim0.6$，专注于对内的群体和集群。为了让我们更好地解释地图，我们讨论了机会对的影响，即，只有在投影中才看起来很近的星系对。我们的测试与合成数据表明，在地图上观察到的模式基本上是由相关的红移（$Δz\lesssim5\times10^{-3}$）接近的对。我们还验证了出色的精度的地图估计。在CFHTLenS中星系样本的应用中，我们获得了$3σ-6σ$显着的多余质量的检测和整体良好的协议与星系模型的预测。然而，在地图上有一些局部点，观测数据与模型预测在$\approx3.5σ$置信水平上不一致。虽然我们没有强烈的迹象表明，系统误差的地图，这种分歧可能与剩余的B-模式模式中观察到的平均所有地图。或者，暗物质晕内的星系对错位，或者星系团内气体分布错位造成的透镜效应，也可能导致透镜对之间多余质量分布的意外凸起。
2018-10-30 astro-ph.CO
Weighing Galaxies Inside-Out: Small-Scale Lensing and the Stellar Mass Problem
Leiden University（莱顿大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Max Planck Institute for Astrophysics（马克斯·普朗克天体物理学研究所）
利用Euclid模拟数据，通过小尺度星系-星系弱透镜约束恒星质量，验证了Galfit去透镜光可显著降低偏差，并高精度限制IMF参数。
2026-10-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Compact Binaries through a Lens: Silent vs. Detectable Microlensing for the LIGO-Virgo-KAGRA Gravitational Wave Observatories
本研究分析了点质量透镜对LVK引力波信号的放大与干涉效应，发现透镜可显著提升探测红移但总概率较低，且存在偏向近视线事件的选择偏差，建议黑洞双星搜索考虑此偏差以提升灵敏度。
2023-10-26 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Background, foreground and nearby matter influence on strong gravitational lenses
我们研究了非奇异有限等温椭球的强透镜效应，同时考虑了沿视线方向和近透镜附近物质的影响。我们比较三种描述光传播：充分考虑到所有物质的不均匀性沿射线的方法，单平面的方法，我们考虑到强镜头邻居的影响，但忽略了前景和背景物体，和单镜头的方法。在每种情况下，我们模拟了许多强透镜配置放置在相同的红移，但在焦散线包围的区域内的不同位置的点源。我们进一步分析了四个或五个图像的配置。对于每一个模拟强透镜配置，我们试图适应一个简化的透镜模型，使用一个单一的等温椭球或一个单一的等温椭球与外部剪切。在95%显著性的大多数情况下，单镜片与全方法中获得的配置的拟合被拒绝。对于在单平面方法中获得的配置，拒绝率显著较低。此外，在简化建模中包含外部剪切提高了获得可接受的拟合的机会，但问题没有完全解决。拒绝率的定量估计的简化模型取决于所需的模型的精度，我们提出了一些说明性的例子，这表明，无论是物质接近透镜和物质沿射线确实有重要的影响透镜建模。我们还估计了外部剪切的典型值，并将简化模型的拟合参数与模拟中使用的透镜参数进行比较。
2012-04-27 astro-ph.CO
Measurement of a Metallicity Gradient in a z=2 Galaxy: Implications for Inside-Out Assembly Histories
我们提出了近红外成像光谱的强透镜z=2.00星系SDSS J120601.69+514227.8（“克隆弧”）。在Keck 2望远镜上使用OSIRIS和激光导星自适应光学，我们在诊断发射线[O III]，H α和[N II]上获得了0.20角秒半高宽分辨率的分辨光谱。透镜放大率使我们能够映射的速度和恒星形成的Halpha发射的物理分辨率为300 pc的星系源平面。综合恒星形成率约为50 Msun/yr，该星系是这个时代类似研究的典型来源。它的速度梯度为+/- 80 km/s，平均色散σ = 85 km/s;动力学质量为2.4 \times 10^{10} Msun，半光半径为2.9 kpc。在整个OSIRIS视场中对[N II]发射的稳健检测使我们能够以500 pc的分辨率追踪气相金属丰度分布。我们发现在[N II]/Halpha和[O III]/Halpha比值中都有很强的径向梯度，表明金属丰度梯度为-0.27 +/- 0.05 dex/kpc，中心金属丰度接近太阳。我们证明了梯度是独立地看到在两个多个图像。虽然物理梯度比在本地星系中观察到的要陡得多，但就该时期的有效半径而言，梯度是相似的。这表明，随后的增长发生在一个由内而外的方式与内部金属丰度梯度随着时间的推移减少，由于径向混合和富集恒星形成。
2010-10-07 astro-ph.CO
The SL2S Galaxy-scale Lens Sample. II. Cosmic evolution of dark and luminous mass in early-type galaxies
我们提出了一个联合的引力透镜和恒星动力学分析的11个早期型星系（中值偏折红移$\zd=0.5$）的强透镜的遗产调查（SL 2 S）。使用新测量的红移和恒星速度色散从凯克光谱与透镜模型从文件I，我们推导出总的质量密度斜率内的爱因斯坦半径为11个透镜。发现平均总密度斜率为$<γ'>= 2.16^{+0.09}_{-0.09}$（$ρ_{\rm tot}\propto r^{-γ'}$），固有散射为$0.25^{+0.10}_{-0.07}$。我们还确定了暗物质的分数为每个透镜的有效半径的一半内，并发现平均投影暗物质的质量分数为$0.42^{+0.08}_{-0.08}$与散射$0.20^{+0.09}_{-0.07}$的萨尔彼得IMF。通过结合SL2S的结果和斯隆透镜ACS巡天（$\zd=0.2$中位数）以及透镜结构和动力学巡天（$\zd=0.8$中位数）的结果，我们研究了$γ'$的宇宙演化，发现了一个温和的趋势$\partial<γ'>/\partial\zd = -0.25^{+0.10}_{-0.12}$。这表明大质量星系的总密度轮廓在宇宙时间内变得稍微陡峭。如果这一结果得到更大样本的证实，这将表明耗散过程在自$z\sim1$以来大质量星系的生长中发挥了一定作用。
2010-08-18 astro-ph.CO
Golden gravitational lensing systems from the Sloan Lens ACS Survey. I. SDSS J1538+5817: one lens for two sources
我们提出了一个特殊的系统SDSS J1538+5817的透镜和测光研究，确定的SLACS调查。透镜是一个明亮的椭圆，红移z=0.143。使用两种不同的过滤器中的HST公共图像，两个背景源透镜到爱因斯坦环和双系统的存在被确定。我们在NOT进行的新光谱观测表明，这两个源位于相同的红移z=0.531。我们调查的总质量分布的透镜之间的1和4千秒差距的星系中心的参数和非参数透镜编码，描述的多个图像的点状物体。几种不同的透镜模型一致认为：（1）精确地再现了观察到的图像位置;（2）预测了一个接近轴对称的总质量分布，其中心和方向与光分布相同;（3）测量出在2.5 kpc的爱因斯坦半径内投影的总质量的值为8.11 x 10^{10} M_{Sun};（4）估计总质量密度分布比等温分布稍陡。将SDSS测光与CSP模型进行拟合，得出星系的恒星总质量为20 x 10^{10} M_{Sun}，爱因斯坦半径内的总质量中投射光的比例为0.9。通过结合透镜和光度质量测量，我们区分透镜的质量含量的发光和暗物质组件。这种双组分模型，这是可行的，只有在特殊的系统，如SDSS J1538+5817，导致描述的星系暗物质晕的全球性质。将这些结果推广到更大数量的透镜将大大提高我们对LCDM情景中星系形成和演化过程的理解。
2009-12-03 astro-ph.CO
The SWELLS survey. III. Disfavouring "heavy" initial mass functions for spiral lens galaxies
我们提供了作为斯隆WFC边缘晚型透镜巡天（SWELLS）项目的一部分观察到的20个强引力透镜系统的引力透镜模型。其中15个透镜来自论文I，而5个是新发现的系统。该系统是星系-星系透镜，前景偏转器有一个倾斜的圆盘，具有广泛的形态类型，从晚型螺旋到透镜状。对于每个系统，我们比较了从引力透镜模型推断的临界曲线内的总质量与从恒星星族合成（SPS）模型推断的恒星质量，计算恒星质量分数f* = M（SPS）/M（透镜）。我们发现，对于较低质量的膨胀系统，采用Salpeter恒星初始质量函数（IMF）会导致f* 的估计超过1。这是非物理的，并提供了有力的证据，反对萨尔彼得IMF是有效的这些系统。取SWELLS样本的低质量端sigma（SIE）< 230 km/s，我们发现IMF比Salpeter轻（就恒星质光比而言），概率为98%，并且与Chabrier IMF和两者之间的IMF一致。这一结果与之前基于独立技术对螺旋星系的研究一致。结合最近对大质量早期型星系的研究，这些星系倾向于更重的Salpeter-like IMF，这一结果加强了反对普遍恒星IMF的证据。
2012-03-05 astro-ph.CO
Evidence for Enhancement in the Rate of Fast Radio Bursts Toward Galaxy Clusters
McGill University（麦吉尔大学）；Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
该研究发现CHIME/FRB基带第二星表中与星系团关联的FRB数量呈3σ增强，占该星表FRB的1.4±0.4%，或由成员星系FRB与引力透镜共同导致，为研究FRB前身星及高红移演化提供新途径。
2026-08-12 astro-ph.CO astro-ph.HE
SEAGLE--III: Towards resolving the mismatch in the dark-matter fraction in early-type galaxies between simulations and observations
星系中心的暗物质部分对星系形成过程中的反馈过程很敏感。强引力透镜在精确测量大质量早型星系中的暗物质分数方面一直是有效的。在这里，我们比较了投影暗物质分数的早期类型的星系推断从SLACS强透镜调查，从EAGLE，Illustris，和IllustrisTNG流体动力学模拟。以前与一些模拟的比较显示了很大的差异，与模拟星系相比，在观测到的强透镜星系的有效半径的一半内，推断出的暗物质分数要高出2-3倍。在这里，我们报告之间的EAGLE和SLACS的暗物质分数内的有效半径和有效半径的一半作为星系的恒星质量，有效半径和总质量密度斜率的函数很好的协议。然而，对于IllustrisTNG和Illustrris，暗物质分数低于观察到的。这项工作始终假设一个Chabrier IMF，这表明一个不同的IMF（尽管不排除）是没有必要解决这种不匹配。EAGLE与Illustris和IllustrisTNG之间恒星反馈模型的差异可能是导致它们的暗物质分数和密度斜率差异的主要原因。
2021-11-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Weak Lensing by Line-of-sight Halos as the Origin of Flux-ratio Anomalies in Quadruply Lensed QSOs
本文利用四重像在一个协调的LCDM宇宙中研究了类星体-星系强透镜系统中质量小于10^7太阳质量的视晕和次视晕的弱透镜效应。利用从N体模拟中获得的多项式拟合的非线性功率谱P（k），可以分辨质量为M ~ 10^5太阳质量的晕，或同向波数为k ~ 3*10^2 h/Mpc的结构，我们发现由于干涉晕引起的放大率扰动与主透镜的放大率扰动之比通常为~在不考虑主透镜内部子结构影响的情况下，对6个观测到的类星体-星系透镜系统在中红外波段的四重像，预测值与估计值符合得很好。我们还发现，6个透镜的收敛扰动的估计幅度增加与理论模型预测的源红移。利用外推的物质功率谱，我们证明了视线中质量为M=10^3-10^7太阳质量的小晕或亚晕，或者同向波数k=3*10^2-10^4 h/Mpc的结构可以显著影响透镜图像的放大率。类星体-星系强透镜系统中的通量比异常为我们研究质量小于10^6太阳质量的小晕的成团性质提供了一个独特的途径。
2012-10-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
RXJ0437+00: Constraining Dark Matter with Exotic Gravitational Lenses
本文首次对星系团RXJ 0437.1 +0043（RXJ 0437; z = 0.285）进行了强引力透镜分析。新获得的深MUSE观测，Keck/MOSFIRE近红外光谱和哈勃太空望远镜SNAPshot成像揭示了13个多重成像的背景星系，其中三个（z=1.98，2.97和6.02，分别）在双曲脐（H-U）透镜配置。H-U图像距离星团中心仅20 - 50 kpc，即，在爱因斯坦半径内的距离处，来自其他透镜配置的图像被缩小并且通常不可观察。非常罕见（以前只知道一个H-U透镜），这些系统能够限制质量分布的内部斜率-与径向弧不同，H-U配置的存在并不偏向浅核。被RXJ 0437透镜化的星系被放大了30到300倍，并且（在H-U系统的情况下）几乎各向同性地拉伸。利用这种极端的放大倍数，我们演示了如何源星系在H-U系统可以用来探测小尺度（$\sim 10^{9} M_{\odot}$）的子结构，提供额外的洞察暗物质的性质。
2023-03-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detecting the hidden population of low-mass haloes in strong lenses
Max Planck Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）
研究揭示在冷暗物质模型中，低质量暗物质子结构群体对强引力透镜图像的累积影响，导致检测到的子结构数量增加40%，并提出伪质量函数以描述该群体。
2026-02-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Highly Magnified Stars in Lensing Clusters: New Evidence in a Galaxy Lensed by MACS J0416.1-2403
我们研究了焦散跨弧$z=0.9397$在该领域的星系团MACS J0416.1-2403（$z=0.397$）使用档案多波段HST图像，并显示其表面亮度表现出异常，可以解释一个高度放大的恒星进行微透镜。首先，我们表明，表面亮度模式是不完全对称的集群临界曲线，这是不一致的局部光滑透镜模型的候选恒星的位置表现出最显着的不对称性。其次，我们的分析表明，与2014年的前沿领域计划访问相比，2012年访问中的不对称特征具有$\sim 30\%$更高的通量。此外，2014年的F814 W和F105 W滤光片之间的可变不对称特征显示出异常颜色。这些异常现象自然可以用恒星形成区中的焦散凌日蓝超巨星的微透镜效应引起的变化来解释，其平均放大系数约为$μ\sim 200$。我们将这项研究扩展到整个电弧图像的统计分析，并发现在临界线附近的两个图像的不匹配增加的初步证据。在这条弧中探测到一颗或多颗焦散凌日恒星，将使详细的后续研究成为可能，这些研究可以揭示星团晕内暗物质的小尺度结构。
2019-02-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Sensitivity of strong lensing observations to dark matter substructure: a case study with Euclid
我们介绍了一种机器学习方法，用于估计强透镜观测对透镜中暗物质晕的敏感性。我们的训练数据包括椭圆幂律透镜，哈勃深场源，外部剪切，噪声和PSF的欧几里得VIS仪器。我们使用$v_\mathrm{max}$-$r_\mathrm{max}$关系设置亚晕的浓度。然后，我们估计的暗物质subhalo的$16{,}000$模拟强透镜观测的深度和分辨率类似于欧几里德VIS图像的敏感性。我们发现，与$3σ$检测阈值，$2.35$百分之像素内的两倍爱因斯坦半径是敏感的subhaloes与质量$M_\mathrm{max}\leq 10^{10}M_\odot$，$0.03$百分之敏感的$M_\mathrm{max}\leq 10^{9}M_\odot$，和，灵敏度的极限被发现是$M_\mathrm{max}=10^{8.8\pm0.2}M_\odot$。使用我们的灵敏度图并假设CDM，我们估计在整个样本中，类欧几里得镜片将产生每个镜片的$1.43^{+0.14}_{-0.11}[f_\mathrm{sub}^{-1}]$可检测的亚晕，但在最敏感的镜片中，这增加到每个镜片的$35.6^{+0.9}_{-0.9}[f_\mathrm{sub}^{-1}]$。估计值以子结构质量分数$f_\mathrm{sub}^{-1}$的倒数为单位给出。假设使用$f_\mathrm{sub}=0.01$，一般情况下，每…
2023-02-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Morphologies and Alignments of Gas, Mass, and the Central Galaxies of CLASH Clusters of Galaxies
形态学常被用来推断星系团的弛豫状态。规则性，对称性，以及集群集中的程度告知集群形态的定量测量。哈勃太空望远镜（CLASH）的星团透镜和超新星巡天使用弱透镜和强透镜测量了25个星团样本中的物质分布，其中20个星团根据其X射线形态和X射线发射与BCG的对齐被认为是松弛的。为了定量表征这一重要样本的集群，我们提出了统一估计的X射线形态统计的所有25个CLASH集群。我们比较X-射线形态的CLASH集群与那些相同的测量模拟集群的大样本的MUSIC-2模拟，选择质量。我们确认了冷核团簇的X射线表面亮度浓度的阈值C>0.4，其中C是100 kpc/h70内与500 kpc/h70内X射线发射的比率。我们报告和比较这些集群的形态推断从Sunyaev-Zeldovich效应（SZE）地图的热气体和投影质量地图的基础上强和弱透镜。我们发现一个强有力的一致性对准的透镜，X射线，和SZE地图的几乎所有的CLASH集群在半径为500千秒差距（约0.5R500这些集群）的主轴方向。我们还发现了一个惊人的对齐的集群形状在500千秒差距的规模，测量与X射线，SZE和透镜，与近红外恒星光在10千秒差距的规模为20个“放松”集群。这种强烈的排列表明了星系团和星系尺度的星系形成过程之间的强有力的耦合。
2016-01-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detecting low-mass haloes with strong gravitational lensing I: the effect of data quality and lensing configuration
本文的目的是量化的最低晕质量，可以检测与星系-星系强引力透镜依赖于观测的质量和所观察到的透镜系统的特性。使用模拟数据，我们测量在透镜平面的每个位置处的最低可检测的NFW质量，以详细的\emph{sensitivity maps}的形式。总之，我们发现：（1）最低可检测质量$M_{\rm low}$随信噪比（SNR）的增加而线性减小，降低噪声时灵敏区增大;（ii）角分辨率的适度增加（0.07”vs 0.09”）和像素比例（0.01”vs 0.04”）在晕圈质量中平均提高了0.25 dex的灵敏度，在最敏感区域周围具有更显著的改善;（iii）对于位于焦散曲线内的明亮和复杂的透镜星系，以及透镜成较大的爱因斯坦环（即$r_{E}\geq1.0"$），对低质量物体的敏感性最大。我们发现，在这项工作中考虑的敏感的模拟图像，我们可以检测到的最小质量在红移的镜头之间的$1.5\times10^{8}$和$3\times10^{9}M_{\odot}$。我们推导出$M_{\rm low}$，信噪比和分辨率之间的解析关系，并讨论了透镜配置和源结构的影响。我们的结果开始填补近似预测和真实数据之间的差距，并证明了计算引力成像精确预测的挑战性。根据我们的研究结果，我们讨论了可能的策略，设计强透镜调查和HST，凯克，ALMA，欧几里得和其他未来的观测前景。
2021-12-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Dark Matter Halos from the Inside Out
证据的平衡表明，单个星系和星系群或星系团嵌入在巨大的冷的，弱相互作用的暗物质分布中。这些暗物质“晕”为宇宙中所有发光结构提供了支架，它们的性质构成了当前宇宙学模型的重要组成部分。我回顾了暗物质晕的内部性质，着重于结构形成的数值模拟预测的简单，普遍的趋势。模拟表明，光环应该都具有大致相同的球平均密度分布和运动学结构，并预测在巨大的光环质量范围内以及所有常见变体的形状、形成历史和密度和运动学亚结构的简单分布。和谐宇宙学。我描述的观测进展，通过测量质量，形状，配置文件和子结构在真正的晕，使用重子示踪剂或引力透镜测试这些预测。模拟晕的一个重要性质（可能是最重要的性质）是它们的动力学“年龄”，或内部弛豫的程度。在决定重子物质的状态时，晕的年龄可能与其质量一样有影响，所以晕的年龄也值得尝试用观测方法来测量。我回顾了最近的引力透镜研究的星系团，应测量子结构和放松在一个大样本的个人集群晕，产生的定量措施的年龄，以及匹配的理论预测。从这些研究中推断出的年龄分布将导致宇宙学模型的第二代测试，以及对星系团组装和星系团内星系演化的更好理解。
2010-10-24 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
