SHARP - II. Mass structure in strong lenses is not necessarily dark matter substructure: A flux ratio anomaly from an edge-on disc
引力透镜通量比异常为测量遥远星系中的暗物质亚结构提供了一种强有力的技术。然而，在使用这些通量比异常来测试星系形成模型之前，必须确定给定的异常确实是由于暗物质子结构的存在，而不是由于透镜星系晕的其他成分或传播效应。在这里，我们提出的情况下，CLASS~B1555+375，它有一个很强的无线电波长通量比异常。我们的高分辨率近红外凯克~II自适应光学成像和档案哈勃太空望远镜的数据显示，在这个系统中的透镜星系有一个明确的边缘盘组件，直接跨越对图像，表现出通量比异常。我们发现，简单的模型，包括光盘可以重现厘米波长通量比异常，而不需要额外的暗物质子结构。虽然还需要进一步的研究，我们的研究结果表明，假设所有的通量比异常是由于人口的暗物质子晕可能是不正确的，分析，不占透镜宏观模型的全部复杂性可能高估的子结构质量分数在大规模透镜星系。
2016-03-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
An excess of small-scale gravitational lenses observed in galaxy clusters
冷暗物质（CDM）构成了宇宙中的大部分物质。利用宇宙学模拟，从理论上研究了像星系团这样的稠密宇宙环境中暗物质和亮物质之间的相互作用。观测到的引力透镜被用来测试和表征子结构的性质-暗物质的小尺度分布-在集群中。设计并计算了11个星系团的暗物质子结构产生强透镜事件的概率。我们报告说，观察到的集群子结构是更有效的镜头比CDM模拟预测，超过一个数量级。我们认为，迄今为止尚未诊断的系统性问题与模拟或不正确的假设的性质暗物质可以解释我们的结果。
2020-09-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Turbocharging constraints on dark matter substructure through a synthesis of strong lensing flux ratios and extended lensed arcs
本研究提出同时重建透镜弧与流量比的方法及加速100-1000倍的多平面光线追踪技术，结合模拟数据证明该方法可分离小尺度暗物质子结构扰动与大尺度主偏转器不确定性，显著提升对温暗物质的约束强度，将子结构透镜观测推至星系形成阈值。
2024-08-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
TDCOSMO III: Dark matter substructure meets dark energy -- the effects of (sub)halos on strong-lensing measurements of $H_0$
时间延迟宇宙学利用强引力透镜中图像之间的到达时间延迟来测量宇宙学参数，特别是哈勃常数$H_0$。时间延迟宇宙学中使用的透镜模型忽略了暗物质晕和视线晕，因为它们的影响被假定为可以忽略不计。我们明确量化这一假设，通过分析模拟透镜系统，包括完整的人口的暗物质subhalos和视线晕，应用相同的建模假设，在文献中使用的推断$H_0$。我们的模拟镜头的基础上，六个四倍成像类星体，提供了测量的哈勃常数，并量化的额外的不确定性和/或偏见的透镜透镜的基础。我们发现，省略暗子结构不偏向$H_0$的推论。然而，来自子结构的扰动在$H_0$的推断值中贡献了随机不确定性的额外来源，该推断值按透镜体积除以最长时间延迟的平方根缩放。这个额外的不确定性来源，我们提供了一个拟合函数，范围从$0.7 - 2.4\%$。它可能需要被纳入误差预算作为宇宙学推断从单透镜的精度提高，并设置一个精度限制从单透镜的推断。
2020-08-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
DESI Strong Lens Foundry V: A Sample of HST-Observed Strong Lenses Modeled with GIGA-Lens
University of San Francisco（旧金山大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Complutense University of Madrid（马德里康普顿斯大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教 Pontificia 大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；Gemini Observatory / NSF's NOIRLab（吉米天文台 / NSF的NOIRLab）；National Taiwan University（台湾大学）；Harvard University（哈佛大学）；University of Hawai'i（夏威夷大学）
利用GIGA-Lens对HST观测的强引力透镜样本进行完整正向建模，验证了其在复杂透镜系统中的统计稳健性，为未来高分辨率强引力透镜研究奠定基础。
2025-12-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
SHARP -- VII. New constraints on the dark matter free-streaming properties and substructure abundance from gravitationally lensed quasars
本文分析了七个强引力透镜类星体，并讨论了它们对暗物质性质的限制。我们的结果是通过使用平滑宏观模型和质量范围为10^6至10^9 Msun的低质量晕群的组合对透镜图像位置和通量比进行建模而得出的。我们的透镜模型明确包括高阶复杂性的恒星盘和发光卫星的形式，以及低质量的晕位于沿观测视线的第一次。在冷暗物质（CDM）宇宙学假设下，我们推断出亚结构中的平均总质量分数为f_sub = 0.012^{+0.007}-0.004}（68%置信限），这与CDM流体动力学模拟的预测值在1 σ以内是一致的。这一结果比以前不包括视线晕的研究更接近预测。在热遗迹暗物质模型的假设下，我们推导出m_th > 5.58 keV（95%置信限）的粒子遗迹质量的下限，这与最近对Ly-alpha森林的分析得出的m_th > 5.3 keV的值是一致的。我们还确定了可能的系统误差的两个主要来源，并得出结论，在透镜星系的复杂结构以及背景源的大小进行更深入的调查应该是这个领域的优先事项。
2019-12-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Model-free analysis of quadruply imaged gravitationally lensed systems and substructured galaxies
多重图像引力透镜系统，特别是四边形，在确定星系质量的数量和分布方面是非常宝贵的。这通常通过使用参数化或自由形式方法的体量建模来完成。提取关于透镜质量分布的信息的另一种方式是使用透镜简并和不变量。在适用的情况下，它们允许人们在没有模型拟合的情况下得出关于整个镜片类别的结论。在这里，我们使用近似的，但观察上有用的不变量形成的三个相对极角的四边形图像周围的镜头中心，以表明许多光滑的椭圆+剪切镜头可以重现相同的一组四像角的观测误差。这一结果使我们能够以无模型的方式显示一般类型的光滑椭圆+剪切透镜在图像相对角度的三维（3D）空间中的样子，并且这种分布与观察到的四边形不匹配。我们的结论是，即使光滑的椭圆+剪切透镜可以复制个人的四，他们不能复制的四人口。很可能需要的是子结构，其质量大于那些导致quads中通量比异常的质量，或者明亮或黑暗的邻近扰动星系。
2015-10-18 astro-ph.GA
Self-Interacting Dark Matter and Small-Scale Gravitational Lenses in Galaxy Clusters
最近，Meneghetti等人报道了在星系团中存在过多的小尺度引力透镜。我们研究了它的含义自相互作用暗物质（SIDM），与标准的冷暗物质（CDM）相比。我们设计控制N体模拟，将观测约束。早型星系在星系团亚结构中的存在可以加深引力势，减少潮汐质量损失。这两种情况都需要一个相对较高的重子浓度的子结构，以适应透镜测量，和他们的切向焦散是相似的。SIDM子结构可以经历重力热坍缩，并产生比CDM对应物更陡峭的密度分布，导致更大的径向星系-星系强透镜截面，尽管这种效应很难观察到。我们的结果表明SIDM可以对星系团中的小尺度透镜和矮星系中的恒星运动提供统一的解释。
2022-02-23 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
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
Dents in the Mirror: A Novel Probe of Dark Matter Substructure in Galaxy Clusters from the Astrometric Asymmetry of Lensed Arcs
School of Physics and Astronomy, University of Minnesota（明尼苏达大学物理与天文学院）；Department of Astronomy and Astrophysics, University of Chicago（芝加哥大学天体物理学系）；Department of Physics and Astronomy, University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校物理与天文系）；Department of Physics, University of California at Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校物理系）
本文提出利用透镜弧的天体测量不对称性研究星系团中的暗物质子结构，通过统计方法约束子晕质量分数，验证方法在不同条件下可靠性，适用于JWST观测。
2026-03-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Measuring the Substructure Mass Power Spectrum of 23 SLACS Strong Galaxy-Galaxy Lenses with Convolutional Neural Networks
本研究利用能同时估计认知与偶然不确定性的卷积神经网络，测量23个SLACS强透镜中暗物质子结构的质量功率谱，发现显著扰动并支持高频功率谱。
2024-08-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Probing dark matter substructure in the gravitational lens HE0435-1223 with the WFC3 grism
强引力透镜提供了一个强有力的测试冷暗物质（CDM），因为它使低质量晕的检测和质量测量，即使他们不包含重子。紧凑的透镜源，如活动星系核（AGN）对扰动的subhalos特别敏感，但它们作为CDM的测试受到了少数系统的限制，这些系统具有显着的无线电发射，其扩展足以避免透镜星系平面中的恒星的显着透镜效应，并且足够红，以最大限度地减少差异尘埃消光的影响。窄线辐射是一个很有前途的选择，因为它也是扩展的，不像无线电，几乎在所有光学选择AGN透镜中都可以检测到。我们目前的第一个结果从WFC 3棱镜窄线调查的透镜类星体，四重透镜AGN HE 0435 -1223。使用正向建模管道，这使我们能够稳健地考虑空间混合，我们测量四个图像的[OIII] 5007 λ ~通量比。我们发现，[OIII]通量和位置是很好的拟合一个简单的光滑的质量模型的主透镜。我们的数据排除了投影在每个透镜图像的$\sim$ 1 \farcs 0（0 \farcs 1）角秒内的$M_{600}>10^{8} (10^{7.2}) M_\odot$ NFW扰动，其中$M_{600}$是其中心600 pc内的扰动质量。未检测与$Λ$ CDM对单个系统的预期大致一致。所达到的灵敏度表明，通过分析$\sim20$窄线透镜，可以获得对暗物质性质的强大限制。
2017-06-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Targeted Likelihood-Free Inference of Dark Matter Substructure in Strongly-Lensed Galaxies
分析星系-星系强引力透镜系统的光学图像可以提供小尺度下暗物质分布的重要信息。然而，这些图像的建模和统计分析是非常复杂的，将源图像和主透镜重建、超参数优化以及小规模结构实现的边缘化结合在一起。我们在这里提出了一个新的分析管道，通过将许多最新的机器学习发展汇集在一种连贯的方法中来应对这些不同的挑战，包括变分推理、高斯过程、可微概率编程和神经似然证据比估计。我们的管道能够：（a）源图像和透镜质量分布的快速重建，（b）不确定性的变分估计，（c）源正则化和其他超参数的有效优化，以及（d）随机模型分量（如子结构的分布）的边缘化。我们在这里提出的初步结果表明，我们的方法的有效性。
2020-11-27 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Through the looking GLASS: HST spectroscopy of faint galaxies lensed by the Frontier Fields cluster MACS0717.5+3745
空间棱镜透镜放大巡天（GLASS）是哈勃太空望远镜（HST）的一个大型计划，它将获得10个星系团核心和下落区域的140个轨道的棱镜光谱，被选为最好的宇宙望远镜之一。广泛的HST成像可以从许多来源获得，包括CLASH和Frontier Fields计划。我们介绍的调查，通过分析光谱的微弱的多重成像星系和$z\gtrsim6$星系候选人获得的前七个轨道的14个目标的核心前沿领域集群MACS 0717.5 +3745。使用G102和G141光栅覆盖0.8-1.7 $μ$ m的波长范围，我们通过检测每个图像中的发射线来确认4个强透镜系统。对于9个没有污染的$z\gtrsim6$星系候选者，我们没有检测到任何低至7轨道1 $σ$噪声水平的发射线，$\sim$ 5 $\times$ 10 $^{-18}$ erg s $^{-1}$ cm $^{-2}$。考虑到透镜放大倍数，我们的通量灵敏度达到$\sim$ 0.2-5 $\times$ 10 $^{-18}$ erg s $^{-1}$ cm $^{-2}$。这些在不间断波长范围内的限制排除了高$z$星系候选者是较低红移的强线发射体的可能性。这些结果表明，通过对背景进行仔细的建模，并在透镜放大的帮助下，可以为大量物体达到有趣的通量极限，避免预先选择和地基多缝光谱学固有的波长限制。这些观测结果证实了无狭缝HST光谱的能力，即使在拥挤的集群核心领…
2014-01-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Out of sight, out of mind? The impact of correlated clustering in substructure lensing
揭示暗物质结构在质量尺度上的存在的一个有希望的途径是通过它们对强引力透镜的影响。我们研究的作用，本地，镜头接近集群在提高透镜的概率相对于子结构和非集群的视线（LOS）晕的贡献。使用两个宇宙学模拟，可以解决晕质量的$M_{\rm halo} \simeq 10^{9}\ M_{\odot}$（在一个模拟框的长度$L_{\rm box}{\sim}100\,{\rm Mpc}$）和$10^{7}\ M_{\odot}$（$L_{\rm box}\sim20\,{\rm Mpc}$），我们表明，在透镜主机附近的集群产生一个明显的增强相对于一个假设的非集群晕，持续到$> 20\,R_{\rm vir}$。这种增强超过了使用双晕项来解释聚类的估计，特别是在$2-5\,R_{\rm vir}$内。我们提供了一个分析表达式，这种过剩，集群的贡献。我们发现，本地集群提升预期的$10^9 \ M_\odot$扰动晕${\sim}35\%$相比，单独的子结构，结果将显着提高预期的信号低红移（$z_l \simeq 0.2$）镜头，其中子结构贡献大幅相比LOS晕。我们还发现透镜相对于视线的取向（例如，视线是否通过透镜的长轴）也可以对透镜信号产生显著影响，与随机取向相比，将计数增加额外的$\sim 50\%$。如果发现的透镜偏向于沿着其主轴定向，这可能是重要的。
2021-02-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Do gravitational lens galaxies have an excess of luminous substructure?
强引力透镜可用于直接测量它们卫星的质量函数，从而检验冷暗物质宇宙学模型的基本预测之一。考虑到这一测试的重要性，必须确保充当强透镜的星系具有代表整个星系群的暗卫星和亮卫星。我们解决这个问题，通过测量的数量和空间分布的发光卫星在ACS成像透镜星系周围的斯隆透镜高级相机的调查（SLACS）镜头，并比较它们与卫星人口ACS成像的非透镜星系从COSMOS，它具有类似的深度和分辨率的SLACS镜头的ACS图像。为了比较透镜和非透镜星系，这有本质上不同的恒星质量分布的样本，我们测量，第一次，每主机的卫星数量作为一个连续的函数的主机恒星质量为两个人口。我们发现，卫星的数量作为宿主恒星质量的函数，以及空间分布是一致的样本之间。利用这些结果，我们预测了我们期望在宇宙透镜全天巡天（CLASS）透镜的子集周围发现的卫星数量，并发现与Jackson等人2010年观察到的数量一致的结果。因此，我们的结论是，在我们的测量不确定度有没有显着差异的卫星人口的透镜和非透镜星系。
2013-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
The impact of $Λ$CDM substructure and baryon-dark matter transition on the image positions of quad galaxy lenses
星系透镜中多重像的位置与星系质量分布有关。光滑的椭圆形质量轮廓先前被证明不足以重现四人组。在本文中，我们探讨了这种光滑的椭圆质量分布的偏差。与大多数其他工作不同，我们使用基于四边形的相对极像角度以及它们在3D空间中相对于四边形基本表面的位置的无模型方法。FSQ由椭圆透镜产生的四元体定义。我们已经从具有与$Λ$ CDM模拟一致的子结构的透镜的合成群体产生了数千个四边形，并且发现这种扰动不足以匹配相对于FSQ的四边形的观察到的分布。结果是不变的，即使subhalo质量增加了十倍，最乐观的透镜选择偏置。然后，我们从使用两种成分（代表重子和暗物质）创建的星系中产生四边形。从内部半径由重子主导的质量到外部半径由暗物质主导的质量的转变可能会带来不对称性，这将影响相对图像角度。我们运行的初步实验，使用镜头与两个椭圆形的质量组件与不相同的轴比和位置角，扰动的形式，非零傅立叶系数$a_4$和$a_6$，和人为偏移椭圆中心作为代理不对称的图像半径。我们表明，这些影响的组合是一个很有前途的方式占四人口属性。我们的结论是，四人口提供了一个独特的和敏感的工具，约束详细的质量分布在星系的中心。
2018-02-21 astro-ph.GA
Inference of the Cold Dark Matter substructure mass function at z=0.2 using strong gravitational lenses
我们提出了一个样本的11个引力透镜星系从斯隆透镜ACS调查的星系子结构的搜索结果。我们发现没有显着的质量块检测，除了在系统SDSS J 0956 +5110的发光卫星。我们使用这些非检测，在系统SDSS J 0946 +1006中与以前的检测相结合，推导出在大规模的早期型主机星系的平均红移z ~ 0.2和平均速度色散为270公里/秒的子结构质量函数的约束。我们进行贝叶斯推断的子结构质量函数，在约32 kpc平方的爱因斯坦半径（~4.2 kpc）的中值区域内。对于α的均匀先验概率密度，我们推断出在68%置信水平下的平均投影子结构质量分数$f = 0.0076^{+0.0208}_{-0.0052}$和在95%置信水平下的子结构质量函数斜率$α$ < 2.93。对于基于冷暗物质（CDM）模拟的高斯先验，我们推断出$f = 0 .0064^{+0.0080}_{-0.0042}$和$α$ = 1.90 $^{+0.098}_{-0.098}$的斜率在68%的置信水平。由于在整个样本中只检测到一个子结构，我们对质量函数斜率的信息很少，因此约束很差（即贝叶斯因子对两个模型中的任何一个都没有显示出正偏好）。
2014-06-04 astro-ph.GA
Faster than SAM: An empirical model for the tidal evolution of dark matter substructure around strong gravitational lenses
本文提出一种快速经验模型以预测强透镜周围子晕的潮汐剥离、束缚质量函数与密度轮廓，结果与 GALACTICUS 一致且速度从数小时缩短至数秒。
2025-07-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Varstrometry for Off-nucleus and Dual Subkiloparsec AGN (VODKA): Three Quadruply Lensed Quasars at Cosmic Noon in HST and JWST
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Wuhan University（武汉大学）；Institute for Advanced Study（普林斯顿高等研究院）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文利用HST和JWST对三个四重棱镜准星进行成像观测，研究其在红移z=2.550、2.975和1.500处的几何配置，并通过测量的爱因斯坦半径重建系统结构，发现这些棱镜galaxies具有典型的de Vaucouleurs n_Sérsic分布和有效半径，且红移范围较窄，属于中间到高红移的早型galaxies，为未来高分辨率棱镜观测提供了新目标。
2026-06-04 astro-ph.GA
A Systematic Search for Lensed High-Redshift Galaxies in HST Images of MACS Clusters
本文介绍了用135角分的$^2$对大质量星系团和扩展大质量星系团巡天（MACS和eMACS）中的29个星系团进行的高红移星系的搜索结果。我们使用哈勃太空望远镜在四个通带，即F606 W，F814 W，F110 W和F140 W中获得的相对较浅的图像。我们确定130 F814 W辍学的候选人星系在$z \le 6$。为了适应可用的宽带测光星系光谱能量分布（SED）模板，我们开发了一个先验的尘埃消光水平在不同的红移。我们还调查了使用SED-fit软件所产生的系统性偏差。我们得到的拟合产生一个估计20莱曼破裂星系的光度红移从$z \sim 7$到9。此外，我们的调查已经确定了超过100个候选人的低红移（$z \sim 2$）的闯入者的显着概率。我们的结论是，即使只有四个宽带滤波器-当结合拟合的SED-能够隔离有前途的对象。这样的调查，从而使一个既可以探测高红移紫外光度函数的亮端（$M_{1500} \le -19$），并确定候选的大质量演化星系在较低的红移。
2016-12-17 astro-ph.GA
Searching for dark matter substructure: a deeper wide-area community survey for Roman
该研究建议扩展罗曼望远镜的高银纬宽视场巡天深度，通过引力透镜搜寻暗物质次结构，预计每视场发现一个强透镜，共约500个，以刻画10^7-10^11太阳质量子晕的浓度与丰度。
2023-06-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Characterisation of Herschel-selected strong lens candidates through HST and sub-mm/mm observations
本文利用HST 1.1 μm快照观测分析281个Herschel强透镜候选体，确认65个透镜系统并完成23个建模，揭示其近红外形态及选择优势。
2023-11-02 astro-ph.GA
How well can cold-dark-matter substructures account for the observed radio flux-ratio anomalies?
观测到的和模型预测的射电通量比之间的差异在一些四倍透镜类星体中可以看到。对这些异常现象最有利的解释是，透镜星系中存在的CDM子结构扰动了透镜势，改变了图像放大率，从而改变了通量比。到目前为止，还没有达成共识，是否预测的CDM子结构丰度充分说明透镜通量异常观测。准确的建模依赖于一个真实的镜头样本，镜头环境和内部结构和子结构。在本文中，我们构建样本的广义和特定的镜头潜力，我们添加（重新缩放）subhalo人口从银河系尺度的宝瓶座和集群规模的凤凰模拟套件。我们进一步研究了透镜效应的质量低于模拟分辨率限制几个数量级的subhalos。所得到的通量比分布进行比较，目前最好的无线电透镜的样本。在B 0128 +437、B 0712 +472和B1555+375中观察到的异常更有可能是由传播效应或过度简化的透镜建模引起的，其迹象已经在数据中看到。在具有紧密位置的像三联体/像对的四重星系中，MG 0414 +0534的异常通量比可以通过在其宏观透镜势中加入CDM subhalos来重现，其概率为5%-20%;对于B 0712 +472，B1422+231，B1555+375和B2045+265，这些概率仅为百分之几。因此，我们发现，CDM子结构是不可能的全部原因，无线电流量异常。我们讨论了其他可能的影响，也可能在工作。
2015-01-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Flux-ratio anomalies from discs and other baryonic structures in the Illustris simulation
引力透镜类星体的多幅图像中的通量比可以提供证据，暗物质子结构的透镜星系的晕，如果流量比不同于那些由透镜星系质量分布的平滑模型预测。然而，也有可能透镜星系中的重子结构，如边缘盘，可以产生通量比异常。在这项工作中，我们提出了第一个统计分析的通量比异常，由于重子从数值模拟的角度来看。我们选择了具有不同形态类型的星系进行模拟，并通过模拟的星系晕进行射线追踪，其中主要透镜星系中包含重子，但不包括任何子结构，以探索纯重子效应。我们的射线追踪结果表明，重子组件可以是一个主要的贡献，在透镜类星体的通量比异常和边缘盘透镜诱导最强的异常。我们发现，重子成分增加的概率发现高通量比异常的早型透镜约8%，约10 - 20%的盘透镜。重子效应也在13%的模拟透镜中引起天体测量异常。我们的研究结果表明，透镜星系的形态成为重要的通量比异常的分析时，考虑重子的影响，重子的存在也可以部分解释观测到的（高）异常频率和预期之间的差异，由于存在的subhalos的CDM模拟预测。
2018-01-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
H0LiCOW XI. A weak lensing measurement of the external convergence in the field of the lensed quasar B1608+656 using HST and Subaru deep imaging
我们使用斯巴鲁Suprime-Cam和哈勃太空望远镜（HST）研究H 0 LiCOW镜头B1608+656的环境和视线，以进行弱透镜分析。我们比较了三种不同的方法来重建现场的质量图，即标准的Kaiser-Squires反演加上修补和高斯或小波滤波，和$\tt{Glimpse}$的方法的基础上稀疏正则化的剪切场。我们没有发现实质性的差异之间的2D质量重建，但我们发现，地面数据是小规模的结构比天基观测不敏感。在将所有重建技术应用于两个可用HST滤波器F606 W和F814 W所获得的结果的边缘化，我们估计外部收敛，B1608+656位置处的$κ_{\rm ext}$为$κ_{\rm ext} = 0.11^{+0.06}_{-0.04}$，其中误差条分别对应于第16和第84个四分位数。这一结果与之前使用数字计数技术的估计一致，表明B1608+656存在于一条过密的视线中，但使用的是完全不同的技术。利用我们的质量重建，我们还比较了收敛的几个星系群的位置在B1608+656领域的质量测量使用各种分析的质量剖面，并发现弱透镜的结果有利于截断晕模型。
2020-05-25 astro-ph.GA
A Dark Census: Statistically Detecting the Satellite Populations of Distant Galaxies
在基于冷暗物质范式的标准结构形成方案中，星系晕被预测包含大量的暗物质晕下。虽然暗晕中最大的成员可以作为发光的卫星出现，并在光学测量中被发现，但确定低质量和大部分黑暗的暗晕的存在已被证明是一项艰巨的任务。星系尺度的强引力透镜已经成功地用于研究明亮背景源的透镜图像附近的质量子结构。然而，在典型的星系尺度透镜中，强透镜区只覆盖透镜暗物质晕的一小部分投影区域，这意味着绝大多数暗物质晕不能直接在透镜观测中被探测到。在本文中，我们指出，这一大人口的暗卫星可以集体影响引力透镜观测，因此可能允许他们的统计检测。聚焦于强透镜区以外的星系晕区域，我们从第一性原理计算了存在质量子结构人口的扰动对引力时间延迟和透镜图像位置的统计性质。我们发现，在标准宇宙学的情况下，这些透镜观测量的统计数据很好地近似高斯分布。作为该计算的一部分开发的形式主义是非常普遍的，可以应用于任何晕几何形状和选择subhalo质量函数。我们的研究结果显着降低了在透镜模型中包含大型子结构种群的计算成本，并使得能够使用贝叶斯推断技术来检测和表征遥远透镜星系的分布式卫星种群。
2016-07-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
ALMA Lensing Cluster Survey: $HST$ and $Spitzer$ Photometry of 33 Lensed Fields Built with CHArGE
我们提出了一套多波长镶嵌和光度表在ALMA透镜星系团巡天（ALCS）领域。这些星表是通过对CHArGE汇编的档案数据进行再处理而建立的，这些数据是由$\textit{Hubble Space Telescope}$（$\textit{HST}$）在天文学、CLASH和哈勃前沿领域获得的。此外，我们利用所有可用的IRSA/SHA档案暴露，重建了$\textit{Spitzer}$ IRAC 3.6和4.5 $μ$ m镶嵌图。为了减轻在这样一个拥挤的区域中的混合的效果，我们通过使用新的$\texttt{golfir}$软件将$\textit{HST}$检测图像与$\textit{Spitzer}$ PSF卷积来模拟$\textit{Spitzer}$光度。最终的星表包含218，000个源，覆盖总面积为690弧分$^2$。这些星表将作为一个重要的工具，在未来的ALMA调查，以及后续的$\textit{HST}$暗IRAC源的亚毫米星系的搜索。再加上现有的$\textit{HST}$测光的3.6和4.5 $μ$米波段的增加将使我们能够放置一个更好的约束光度红移和恒星质量的这些对象，从而使我们有机会确定高红移候选人的光谱后续行动和回答有关的时代的再电离和形成的第一个星系的重要问题。
2022-11-17 astro-ph.GA
Effects of Dark Matter Substructures on Gravitational Lensing: Results from the Aquarius Simulations
我们使用高分辨率的宝瓶座模拟银河系大小的晕在LCDM宇宙学研究暗物质子结构对引力透镜的影响。每个晕在其维里半径内可以分辨出约10^8个粒子（质量分辨率约为10^3-4 M_sun/h）。质量大于10^5 M_sun/h的次晕被很好地分辨出来，比以前的透镜研究至少提高了两个数量级。我们将重子组件建模为赫恩奎斯特配置文件和帐户的暗物质通过绝热收缩的响应。我们专注于“异常”的通量比问题，特别是对违反尖焦散关系由于子结构。我们发现，质量小于~ 10^8 M_sun/h的次晕在引起通量异常方面起着重要作用;这种低质量的次晕在以前的研究中一直没有得到解决。不同晕之间和同一晕的不同投影之间的预测通量比有很大的分散性。在某些情况下，预测的异常通量比的频率与射电透镜观察到的频率相当，尽管在大多数情况下并非如此。模拟再现所观察到的尖瓣透镜违规的概率约为0.001。因此，我们的结论是，在宝瓶座晕的中心区域的子结构的量是不够的，以解释所观察到的频率违反尖焦散关系。这些结论完全是基于我们的暗物质模拟，忽略了重子对次晕生存能力的影响。
2009-06-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detection of substructure with adaptive optics integral field spectroscopy of the gravitational lens B1422+231
强引力透镜可以用来探测低质量的subhalos，根据图像通量和位置的偏差，从什么可以实现一个平滑的质量分布。到目前为止，这种方法一直受到限制的（无线电大声，微透镜免费）系统，可以分析的存在下的子结构的数量很少。利用引力透镜B1422+231，我们证明了自适应光学积分场光谱学也可以用来探测暗子结构。我们分析获得的数据与OSIRIS的凯克我望远镜，使用贝叶斯方法，占有关的不确定性的点扩散函数和图像的位置在单独的曝光。窄线[OIII]通量测量的透镜图像是一致的，在无线电中测量，并显示出显着的偏差，从预期的平滑的质量分布，与扰动的低质量晕的存在相一致。详细的透镜模拟表明，当透镜被模拟为一个系统时，图像通量和位置的拟合明显更好，该系统除了主晕之外还包含一个扰动子晕，而不是由主晕本身来模拟，这表明子结构的显著检测。在600 pc范围内的扰动质量的68%置信区间分别为：8.2 $^{+0.6}_{-0.8}$，8.2 $^{+0.6}_{-1}$和7.6 $\pm0.3$ $\log_{10}$ [M $_{\rm{sub}}$ /M $_\odot$ ]，对于单一等温球，伪Jaffe和NFW质量分布。这种方法可以扩展到几乎所有的四重成像类星体的流量比异常的研究，因此提供了很大的潜力，以提高在不久的将来确定的晕下质量函数。
2014-05-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
First Results on Dark Matter Substructure from Astrometric Weak Lensing
暗物质（DM）的低质量结构预计将完全没有发光区和重子。正是因为缺乏重子反馈，银河系的小尺度子结构是一个相对原始的试验场，可以用来发现亚星系尺度上的DM微观物理学和原始涨落。在这项工作中，我们报告的结果，从第一次搜索银河系DM subhalos与时域天体测量弱引力透镜。分析的基础上匹配的过滤器模板的本地透镜校正的恒星在麦哲伦星云的自行。我们描述了一个数据分析管道，详细介绍了样本选择，背景减除，处理离群值和其他系统。对于暂定的候选镜头，我们确定了一个签名的基础上，可以明确地确认DM镜头的存在，开辟了强大的发现潜力与完整的时间序列数据的前景异常视差模板。我们提出了我们的约束子结构分数$f_l \lesssim 5$在90% CL（和$f_l \lesssim 2$在50% CL）的紧凑型透镜半径$r_l < 1\,\mathrm{pc}$，最佳的灵敏度达到周围的$10^7$ - $10^8\,M_\odot$的透镜群众$M_l$。预计未来天体测量数据集的参数将得到改进;到任务结束时，$Gaia$可以为这些大质量点状物体达到$f_l \lesssim 10^{-3}$，并对$\mathcal{O}(1)$子结构部分的较轻和/或更长的subhalo敏感。
2020-02-05 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
SN 2022riv in RX J2129: Discovery, Spectroscopic Classification, and Microlensing of a Strongly Lensed Type Ia Supernova from JWST and HST Observations
University of Minnesota（明尼苏达大学）；Oklahoma State University（俄克拉荷马州立大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Chiba University（千叶大学）；Instituto de Física de Cantabria（坎塔布里亚物理研究所）
研究通过HST和JWST观测发现强透镜Ia型超新星SN 2022riv，利用光谱学确定其类型，并通过多个透镜模型分析其放大率及微透镜效应影响。
2026-08-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Frontier Fields: Survey Design
前沿领域是一个导演的自由支配时间与HST和斯皮策太空望远镜看到比以往任何时候都更深入的宇宙运动。前沿领域结合了HST和斯皮策的力量与大规模高放大率星系团的自然引力望远镜，以产生有史以来对星系团及其透镜星系的最深观测。六个星团-- Abell 2744、MACSJ0416.1-2403、MACSJ0717.5+3745、MACSJ1149.5+2223、Abell S1063和Abell 370 --是根据它们的透镜强度、天空黑暗度、银河系消光、平行场的适合性、地面设施的可达性、HST、斯皮策和JWST的可观测性以及预先存在的辅助数据而选择的。这些星团已经被HST ACS/WFC和WFC 3/IR以超过840个HST轨道的相邻空白区域的协调平行作为目标。斯皮策太空望远镜已经投入了超过1000小时的导演自由裁量时间，以获得IRAC 3.6和4.5微米的成像，在六个星团和六个平行的前沿领域中，大约26.5，26.0 ABmag 5-sigma点源深度。前沿场平行场是HST迄今为止第二深的观测，在7个光学-近红外带通中具有~ 29个ABmag 5-sigma点源深度。前沿场集群透镜后面的Galerkin经历几个典型的放大因子，其中临界曲线附近的小区域被放大10-100倍。因此，前沿场簇HST图像在非常小的体积上实现约30-33个量级的固有深度。对前沿场的早期研究已经探测了在再电离时代6 <…
2016-05-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
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。
2016-06-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
$JWST$ Insight Into a Lensed $HST$-dark Galaxy and its Quiescent Companion at $z=2.58$
使用新的$JWST$ /NIRCam观测在阿贝尔2744领域，我们提出了一个$HST$ -暗星系，光谱证实在$z=2.58$放大$μ\approx1.9$的第一个空间分辨的概述。虽然在$\sim$ 1 $μ$ m处使用NIRCam基本上不可见，但除了稀疏的clurons子结构外，该物体在长波长波段中被很好地检测和分辨，并在F277 W中清晰可见螺旋形状。结合ALMA和$Herschel$的辅助数据，我们推断该天体是一个边缘上的尘埃螺旋，具有内禀恒星质量log $(M_*/M_\odot)\sim11.3$和尘埃遮蔽的SFR $\sim 300~M_\odot$ ~ yPDMATHABMV。一个具有潮汐特征的大质量静止星系（log $(M_*/M_\odot)\sim10.8$）位于2 \farcs{0}（$r$ $\sim$ 9 kpc）之外，根据$JWST$测光推断，其红移一致，表明可能存在重大合并。尘埃螺旋位于恒星形成的主序带上，在光学（$3<A_{\rm V}<4.5$）中显示出高的尘埃衰减。在远红外线，其集成的灰尘SED的光学厚度高达$λ_0 \sim 500$ $μ$ m，进一步支持极端多尘的性质。对$HST$ -暗星系的空间分辨分析揭示了一个很大程度上均匀的$A_{\rm V}\sim 4$区域，跨度为$\sim$ 57 kpc $^2$，在空间上与ALMA 1 mm连…
2023-02-27 astro-ph.GA
Imaging dark matter at the smallest scales with $z\approx1$ lensed stars
本研究针对星系团远区微引力透镜事件偏多的问题，通过3M透镜效应分析，发现光度函数形状与子结构共同决定事件分布，提出可利用事件数密度对小尺度暗物质成像，并在Dragon弧中发现可能的暗物质子结构证据。
2024-04-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
The Sloan Lens ACS Survey. XIII. Discovery of 40 New Galaxy-Scale Strong Lenses
我们在斯隆透镜ACS（SLACS）质量巡天（S4 TM）中展示了118个星系尺度强透镜候选者的完整样本，这些样本是从斯隆数字巡天的最终数据发布中光谱选择的。哈勃太空望远镜（HST）的后续成像观测证实了40个候选者是明确的强透镜，具有多个透镜图像。前景透镜星系是红移为0.06 ~ 0.44的早型星系，背景源是红移为0.22 ~ 1.29的发射线星系。作为SLACS调查的延伸，S4 TM调查是优先搜索强透镜系统的第一次尝试，该系统的透镜质量比先前存在的强透镜样品中的透镜质量相对较低。用奇异等温椭球模型拟合HST数据，发现S4 TM强透镜样品在爱因斯坦半径范围内的总投影质量为$3 \times10^{10} M_{\odot}$ ~ $2 \times10^{11} M_{\odot}$ .在[Shu 15]中，我们推导出S4 TM透镜的总恒星质量为$5 \times10^{10} M_{\odot}$至$1 \times10^{12} M_{\odot}$。S4 TM透镜的总封闭质量和恒星质量平均比SLACS透镜小2倍，这也代表了当前强透镜样本的典型质量尺度。S4 TM样品提供的扩展质量覆盖范围可以在强透镜的帮助下直接测试ETG在中等质量尺度下的标度关系，运动学特性，质量结构和暗物质含量趋势的转变，如先前研究所述。
2018-01-12 astro-ph.GA
Studying the Physical Properties of Tidal Features I. Extracting Morphological Substructure in CANDELS Observations and VELA Simulations
大合并在星系演化中的作用仍然是一个关键的悬而未决的问题。现有的经验性合并识别方法使用非参数和主观的视觉分类，这可能对约束合并历史构成系统性挑战。作为克服这些挑战的第一步，我们开发并公开分享了一个新的基于Python的软件工具，该工具从流行的参数光轮廓拟合工具（例如，GALFIT）。使用哈勃太空望远镜（$HST$）$H$波段单Sérsic残留图像的$17$坎德尔星系，我们证明了该工具的能力，以测量表面亮度和提高定性识别的各种常见的残留功能（磁盘结构，螺旋子结构，合理的潮汐功能，和强大的引力弧）。我们测试我们的方法合成$HST$观测的$z\sim 1.5$主要合并VELA流体动力学模拟。我们提取$H$ -波段残留功能对应的出生，成长，和衰落的潮汐功能在不同的阶段和观看方向在坎德尔深度和分辨率。我们发现，在浅深度提取的特征具有嘈杂的视觉外观，并且容易受到视角效应的影响。对于VELA的$z\sim 3$主要合并，我们发现詹姆斯韦伯太空望远镜的NIRCam观测可以探测高红移潮汐功能具有相当大的优势，超过现有的$HST$的能力。进一步的定量分析，合理的潮汐特征提取与我们的新软件持有承诺的强大识别标志合并签名和相应的改进合并率的限制。
2019-03-26 astro-ph.GA
Candidate Population III stellar complex at z=6.629 in the MUSE Deep Lensed Field
我们在MUSE深透镜场（MDLF）中观测到了哈勃前沿场星系团MACS~ J 0416在z=6.629（S/N~18）处的强透镜（μ>40）Lya辐射。专用透镜模拟意味着Lya发射区域必然穿过焦散。Lya的弧形形状在观测平面上延伸了3弧秒，是两个合并的多个图像的结果，每个图像的去透镜Lya光度L<~2.8 x 10^（40）erg/s，来自一个有限的区域（< 150 pc有效半径）。在S/N~2处叠加近红外波段后，几乎没有观测到空间分辨的HST对应物，对应的观测（本征）星等m_（1500）>~30.8（>~35.0）。如果IGM传输是T（IGM）<0.5，则推断的剩余帧Lya等效宽度是EWo > 1120 A。低光度和极大的Lya EWo与由几十颗恒星（~ 10^4 Msun）组成的星族~III恒星复合体的情况相匹配，该复合体辐射穿过焦散线的HII区域。虽然Lya和恒星连续光谱是在这个红移下观测到的最微弱的光谱之一，但连续光谱和Lya的辐射可能会受到微分放大的影响，这可能会使EWo的估计产生偏差。前面提到的HST探测倾向于大的EWo，使得这样一个微弱的Pop~III候选者成为詹姆斯·韦伯太空望远镜和超大望远镜的关键目标。
2020-03-05 astro-ph.GA
Varstrometry for Off-nucleus and Dual sub-Kpc AGN (VODKA). SDSS J1608+2716: A Sub-arcsec Quadruply Lensed Quasar at z=2.575
本文报告了利用HST深度IR成像发现SDSS J1608+2716是一个位于z=2.575的亚角秒四重透镜类星体，揭示了高红移多类星体识别的挑战及高分辨率成像的关键作用。
2023-09-09 astro-ph.GA
Quantifying the structure of strong gravitational lens potentials with uncertainty-aware deep neural networks
引力透镜是一个强大的工具，用于限制星系质量分布的子结构，无论是来自暗物质子晕的存在，还是由于在整个星系演化过程中影响重子的物理机制。这样的子结构是很难建模，要么被传统的，光滑的建模，方法忽略，或作为良好的本地化的大规模扰动。在这项工作中，我们提出了一种深度学习方法来直接从图像中量化这种扰动的统计特性，其中只考虑掩模内的扩展透镜源特征，而不需要任何透镜建模。我们的训练数据包括模拟透镜图像假设扰动高斯随机场渗透到平滑的整体透镜潜力，并首次使用真实星系的图像作为透镜源。我们采用了一种新型的深度神经网络，它可以处理与训练数据集标签相关的任意不确定性区间作为输入，提供概率分布作为输出，并采用复合损失函数。该方法不仅能准确估计实际参数值，而且能以无监督的方式将预测置信区间降低10%，即，而不需要访问实际的地面真值。我们的结果是不变的固有退化之间的质量扰动的透镜和复杂的亮度轮廓的源。因此，我们可以定量和稳健地量化数千个镜片的质量密度的平滑度，包括置信区间，并为后续科学提供一致的排名。
2020-10-14 astro-ph.GA
Investigation of mass substructure in gravitational lens system SDP.81 with ALMA long-baseline observations
European Southern Observatory (ESO)（欧洲南方天文台）；Max Planck Institute for Astrophysics（马克斯·普朗克天体物理研究所）；Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen（格罗宁根大学卡普坦天文研究所）；South African Radio Astronomy Observatory (SARAO)（南非射电天文观测台）；Department of Physics, University of Pretoria（比勒陀利亚大学物理系）
利用ALMA长基线观测研究SDP.81引力透镜系统中的低质量暗物质晕子结构，发现多极项与大质量子晕的透镜特征相似，但未发现先前报告的子晕证据，指出需改进模型以避免误判。
2025-09-03 astro-ph.GA
