15 pages, 11 figures, accepted for publication in Astronomy and Astrophysics, minor corrections to match the accepted version, added discussion of the distribution of the largest Einstein radii for the MACS survey area, extended Fig. 9
Can the standard cosmological model be questioned on the basis of a single observed extreme galaxy cluster? Usually, the word extreme refers directly to cluster mass, which is not a direct observable and thus subject to substantial uncertainty. Hence, it is desirable to extend studies of extreme clusters to direct observables, such as the Einstein radius (ER). We aim to evaluate the occurrence probability of the large observed ER of MACS J0717.5 within the standard LCDM cosmology. In particular, we want to model the distribution function of the single largest ER in a given cosmological volume and to study which underlying assumptions and effects have the strongest impact on the results. We obtain this distribution by a Monte Carlo approach, based on the semi-analytic modelling of the halo population on the past lightcone. After sampling the distribution, we fit the results with the general extreme value (GEV) distribution which we use for the subsequent analysis. We find that the distribution of the maximum ER is particularly sensitive to the precise choice of the halo mass function, lens triaxiality, the inner slope of the halo density profile and the mass-concentration relation. Using the distributions so obtained,we study the occurrence probability of the large ER of MACS J0717.5, finding that this system is not in tension with LCDM. We also find that the GEV distribution can be used to fit very accurately the sampled distributions and that all of them can be described by a Frechet distribution. With a multitude of effects that strongly influence the distribution of the single largest ER, it is more than doubtful that the standard LCDM cosmology can be ruled out on the basis of a single observation. If, despite the large uncertainties in the underlying assumptions, one wanted to do so, a much larger ER (> 100 arcsec) than that of MACS J0717.5 would have to be observed.
CLASH: Discovery of a Bright z~6.2 Dwarf Galaxy Quadruply Lensed by MACS J0329.6-0211
We report the discovery of a z_{phot} =6.18^{+0.05}_{-0.07} (95% confidence level) dwarf galaxy, lensed into four images by the galaxy cluster MACS J0329.6-0211 ( z_{l} =0.45). The galaxy is observed as a high-redshift dropout in HST/ACS/WFC3 CLASH and Spitzer/IRAC imaging. Its redshift is securely determined due to a clear detection of the Lyman-break in the 18-band photometry, making this galaxy one of the highest-redshift multiply-lensed objects known to date with an observed magnitude of F125W=24.00 \pm 0.04 AB mag for its highest-magnified image. We also present the first strong-lensing a…
The discovery of lensed radio and X-ray sources behind the Frontier Fields cluster MACS J0717.5+3745 with the JVLA and Chandra
我们报告的高分辨率JVLA和钱德拉观测的HST前沿星系团MACS J0717.5+3745。MACS J0717.5+3745提供了任何已知星团中最大的连续放大区域，使其成为寻找透镜射电和X射线源的有希望的目标。利用高分辨率1.0-6.5 GHz JVLA成像，在A和B配置下，我们在HST成像覆盖的区域内探测到总共51个紧凑的射电源。在这个样本中，我们发现7个放大因子大于$2$的透镜源。这些来源都没有被确定为多重透镜。根据射电光度，这些来源中的大多数可能是恒星形成的星系，恒星形成率为10-50 M $_\odot$ yr $^{-1}$，位于$1 \lesssim z \lesssim 2$。两个透镜射电源也在星团的钱德拉图像中被检测到。这两个源很可能是活动星系核，因为它们的$2-10$ keV X射线光度是$\sim 10^{43-44}$ erg s $^{-1}$。从推导出的射电光度函数，我们发现的证据，在$0.6<z<2.0$的射电源的数量密度增加，相比，一个$z < 0.3$样本。我们的观测结果表明，透镜星系团的深射电成像可以用来研究恒星形成星系，恒星形成率低至$\sim10$ M $_{\odot}$ yr $^{-1}$，在宇宙恒星形成历史的高峰期。
Comparison of an X-ray selected sample of massive lensing clusters with the MareNostrum Universe LCDM simulation
一个长期存在的问题是星系团的强透镜效应，与“标准”宇宙学模型框架中的预测相比，观测到的巨大引力弧的高比率。最近，很少有其他的理论预期和观测之间的不一致，声称这方面的爱因斯坦环的大尺寸和高浓度的少数集群具有强透镜功能。所有这些问题都一致表明，观测到的星系团可能是比预期更强的引力透镜。我们使用从MareNostrum宇宙中提取的星系团建立模拟目录，通过它们的X射线通量选择星系团。我们使用这些物体来估计在$z>0.5$上的12个MACS集群样本的透镜截面、爱因斯坦环和浓度的概率分布，这些样本在Ebeling et al.（2007）中提出，并在Zitrin et al.（2010）中进行了讨论。我们发现，模拟集群产生的$\sim 50%$少弧比观察到的集群。爱因斯坦环尺寸分布的中位数在模拟和观测之间相差$\sim 25%$。我们估计，由于集群的三轴性和方向偏差影响的镜头与最大的横截面，从透镜分析推断的个别MACS集群的浓度应高达$\sim 2$的一个因素大于预期的$Λ$ CDM模型。弧统计，爱因斯坦环，并在强透镜团簇的浓度问题得到缓解，但没有解决的基础上，我们的分析。然而，由于大多数用于模拟MACS集群的多个图像系统缺乏红移，这项工作的结果将需要用更多的数据来验证。即将到来的CLASH程序将为扩展我们的比较提供一个理想的样本。
The lensing efficiencies of MACS X-ray selected versus RCS optically selected galaxy clusters
星系团样本中强透镜弧的统计数据提供了有关星系团结构的信息，这些信息与单个星系团的信息是互补的。然而，迄今为止已经分析过的星团样本要么很小，要么不均匀，要么观察到的角分辨率有限。我们测量的透镜弧统计97集群成像高角分辨率与哈勃太空望远镜，识别透镜弧使用两个自动弧检测算法。该样品包括类似数量的X射线选择（MACS）和光学选择（RCS）集群，并跨越集群红移范围为0.2 < z < 1。我们在所选的X射线子样本中编制了42个弧和在光学子样本中编制了7个弧的星表。除五条弧线外，所有这些弧线都是首次报道。在0.3 < z < 0.7时，X射线选择的簇具有显著更高的弧的平均频率，每个簇1.2+/-0.2，而光学样品中为0.2+/-0.1。尽管X射线团簇和光学团簇具有相似的光学光度，但显著不同的透镜效应表明，X射线团簇追踪的质量浓度要大得多。质量差也由X射线团的较低空间密度和光学样品中少数弧的小爱因斯坦半径支持。更高层次的影响，如浓度或子结构的差异，也可能有所贡献。
Two lensed star candidates at $z\simeq4.8$ behind the galaxy cluster MACS J0647.7+7015
我们报道了在最近的多波段詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）近红外摄像机观测中，在星系团MACS J0647.7+7015后面发现了两个极度放大的透镜状恒星候选者。候选者出现在先前已知的、横跨临界曲线的$z_{phot}\simeq4.8$脱落巨弧中。候选者位于预期的临界曲线位置附近，但在另一边缺乏清晰的反像，这表明它们可能是正在经历焦散交叉的恒星。我们提出了修订后的透镜模型的集群，包括多成像星系新发现的JWST数据，并使用它们来估计至少$\gtrsim90$和$\gtrsim50$在两个候选人的位置，分别的背景宏观放大率。有了这些值，我们期望两个候选恒星的$10^4-10^5$的有效的、焦散性交叉放大率。这两个候选人的光谱能量分布（SED）匹配以及光谱的B-型恒星的最佳拟合表面温度分别为$\sim10,000$ K和$\sim12,000$ K，我们表明，这样的恒星质量$\gtrsim20$ M $_{\odot}$和$\gtrsim50$ M $_{\odot}$，分别可以成为足够的放大被观察。我们简要地讨论了其他的解释，并得出结论，这些可能是透镜星，但也承认，放大较小的候选人可能是或居住在星团。这些恒星候选者构成了继$z_{phot}\simeq6.2$的埃伦德尔之后，迄今为止第二高红移的例子，进一步建立了利用JWST研究极度放大恒星到高红移的潜力。包括近红外光谱观测在内的计划…
Searching for Highly Magnified Stars at Cosmological Distances: Discovery of a Redshift 0.94 Blue Supergiant in Archival Images of the Galaxy Cluster MACS J0416.1-2403
A Constraint on Dark Matter Self-Interaction from Combined Strong Lensing and Stellar Kinematics in MACS J0138-2155
University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；Santa Cruz Institute for Particle Physics（圣克鲁兹粒子物理研究所）；Newcastle University（纽卡斯尔大学）；University of Zürich（苏黎世大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
JWST's PEARLS: 119 multiply imaged galaxies behind MACS0416, lensing properties of caustic crossing galaxies, and the relation between halo mass and number of globular clusters at $z=0.4$
Cosmology with supernova Encore in the strong lensing cluster MACS J0138$-$2155: photometry, cluster members, and lens mass model
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；INAF -- IASF Milano（意大利国家天体物理研究所米兰天文台分所）；Università degli Studi di Ferrara（费拉拉大学）；University of Portsmouth（朴茨茅斯大学）；INAF -- OAS, Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（意大利国家天体物理研究所博洛尼亚空间天体物理学与天体科学观测站）；Aix-Marseille Université（艾克斯-马赛大学）；Yonsei University（延世大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Chiba University（千叶大学）；University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Ben-Gurion University of the Negev（内盖夫本-古里安大学）
Cosmology with supernova Encore in the strong lensing cluster MACS J0138-2155: Lens model comparison and H0 measurement
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；Instituto de Física de Cantabria (CSIC-UC)（坎塔布里亚物理研究所（CSIC-UC））；INAF – IASF Milano（意大利国家天体物理研究所 - 米兰天文物理研究所）；Università degli Studi di Milano（米兰大学）；INAF – OAS, Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（意大利国家天体物理研究所 - 博洛尼亚天文与空间科学观测站）；Yonsei University（延世大学）
A boost in the precision of cluster-mass models: Exploiting the extended surface brightness of the lensed supernova Refsdal host galaxy
Università degli Studi di Milano（米兰大学）；INAF – IASF Milano（意大利国家天体物理研究所 - 米兰天文物理研究所）；Instituto de Física de Cantabria (CSIC-UC)（坎塔布里亚物理研究所 (CSIC-UC)）；INAF – OAS, Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（意大利国家天体物理研究所 - 博洛尼亚天文物理与空间科学观测站）；Università di Salerno（萨莱诺大学）；INAF – Osservatorio Astronomico di Capodimonte（意大利国家天体物理研究所 - 卡波迪蒙特天文台）；INFN – Gruppo Collegato di Salerno - Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所 - 萨莱诺协作组 - 那不勒斯分部）
Effects of a central dark matter core on time-delay cosmography with galaxy clusters
Institute of Astronomy and Physics, Inner Mongolia University（内蒙古大学天文与物理学院）；School of Physical Science and Technology, Inner Mongolia University（内蒙古大学物理科学与技术学院）；Center for Frontier Science, Chiba University（千叶大学前沿科学中心）；Department of Physics, Graduate School of Science, Chiba University（千叶大学理学研究科物理学系）
Dark matter under the microscope: Constraining compact dark matter with caustic crossing events
一个星系团就像是一个宇宙望远镜，在背景星系的上方，但也像是一个透镜缺陷的宇宙显微镜。透镜焦散线的发散放大增强了透镜质量内存在的子结构的微透镜效应。当移动的背景光源在穿过这些焦散时变亮和消失时，可以访问精细尺度结构。最近在星系团MACSJ1149.5+2223的爱因斯坦半径附近发现了一颗遥远的透镜恒星（Kelly et al. 2017），这使得通过超临界的星系团物质柱达到太阳下质量微透镜的机会非常难得。在这里，我们将这些观测结果与高分辨率的光线跟踪模拟进行比较，其中包括由观测到的星团内星光和可能对最近观测到的LIGO事件负责的原始黑洞所设置的恒星微透镜。我们探索不同的方案与微透镜从群内介质和黑洞，包括原始的，并研究策略，利用这些独特的路线。我们发现，最好的约束在小质量制度的紧凑的暗物质的分数可以得到在集群内介质中发挥的作用可以忽略不计的区域。这种新的透镜现象应该是广泛的，可以在适度红移的透镜星系中检测到，这样光度距离就不会对检测单个放大恒星造成阻碍。连续的{ \it哈勃太空望远镜}监测几个这样的最佳弧将得到前所未有的致密物体的质谱，这有助于揭示暗物质的性质。
