Weakly Lensed Gravitational Waves: Probing Cosmic Structures with Wave-Optics Features
本文提出并分析引力波弱透镜中的波动光学特征(WOF),利用其频率依赖调制探测暗晕子结构、重建透镜密度并检验暗物质模型。
2023-11-29 astro-ph.CO gr-qc
Probing Dark Matter with Strongly Lensed Binary Black Hole Mergers: Prospects in the Near Future
International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research(国际理论科学中心,塔塔基础研究所);Department of Physics, The Chinese University of Hong Kong(香港中文大学物理系);Department of Physics, University of California at Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校物理系)
本文利用升级后的LIGO-Virgo-KAGRA网络观测,研究用强引力透镜双黑洞并合约束温暗物质粒子质量的前景,O6可获与现有相当的约束,后续运行将大幅收紧,为暗物质探测提供新手段。
2026-09-07 astro-ph.CO gr-qc
Probing the nature of dark matter via gravitational waves lensed by small dark matter halos
暗物质(DM)占据了宇宙中的大部分物质含量,并且可能是冷的(CDM)。然而,小尺度观测可能需要对标准CDM模型进行修改,DM可能是自相互作用(SIDM)或暖(WDM)。在这里,我们表明,衍射透镜的引力波(GW)从双黑洞合并的小晕($\sim10^3-10^6M_\odot$ ; mini-halos),可以作为一个干净的探针DM的性质,从基于矮/卫星星系DM研究的重子过程的污染。由于这些模型预测的晕密度分布和丰度的差异,CDM、WDM和SIDM模型产生的预期透镜GW信号和事件率彼此显著不同。我们估计了一些当前和未来的GW探测器,如激光干涉仪引力观测站(LIGO),爱因斯坦望远镜(ET),宇宙探测器(CE),引力波月球天文台宇宙学(GLOC),分赫兹干涉仪引力波天文台(DECIGO),和大爆炸观测器(BBO)的透镜GW事件的检测率。我们发现,GLOC可能会检测到一个这样的事件,每年假设CDM模型,DECIGO(BBO)可能会检测到超过几个(数百个)这样的事件,每年通过假设CDM,WDM(质量$>30$ \,keV)或SIDM模型,这表明DM的性质可能会强烈约束DECIGO和BBO通过检测衍射透镜GW事件的迷你晕。其他GW探测器不太可能在有限的观测时间内探测到大量的此类事件。然而,如果微晕密度分布的内斜率比Navarro-Frenk-White(NFW)分布足够陡,例如,在伪Jaffe…
2022-07-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing modified gravity with galaxy-cluster-lensed gravitational-wave time delays: impact of systematic effects
Imperial College(帝国理工学院);Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, CNRS(巴黎天文台,巴黎文理研究大学,索邦大学,法国国家科学研究中心);Alma Mater Studiorum Universita di Bologna(博洛尼亚大学);INAF - 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);INFN - Sezione di Bologna(意大利国家核物理研究所博洛尼亚分部)
本文提出概念验证流程,用模拟双中子星源经星系团透镜的时间延迟跨度约束Weyl势修正参数D,发现忽略晕椭率等系统效应会引入显著偏差,需显式处理才能作为精密引力测试。
2026-09-22 astro-ph.CO
Probing minihalo lenses with diffracted gravitational waves
本研究提出一种新颖的时域插值方法,高效计算引力波微晕透镜的放大因子,实现贝叶斯参数推断,从而识别微晕透镜事件并提取透镜与波源参数。
2024-03-20 astro-ph.CO gr-qc
Probing the jet base of the blazar PKS1830-211 from the chromatic variability of its lensed images. Serendipitous ALMA observations of a strong gamma-ray flare
活动星系核喷流的发射机制在观测上受到很大的限制,因为这些物体距离很远,而且涉及的尺度很小(亚秒差距)。为了更好地约束理论模型,从靠近射流物理基础的区域获得信息尤其重要,在该区域发生等离子体加速。利用ALMA对z=2.5的blazar PKS 1830 -211进行了多历元、多频率连续观测,结果与Fermi-LAT报道的一次强$γ$射线耀斑相吻合。耀变体被一个z=0.89的前景星系所透镜化,两个明亮的致密核心图像相隔1”。我们的ALMA观测分别解决这两个图像(虽然不是他们的任何子结构),我们研究的变化,其相对通量比随时间(四个历元传播的时间延迟近三倍的两个透镜图像之间)和频率(350和1050 GHz之间,blazar的休息帧),在$γ$射线耀斑。特别是,我们检测到一个显着的频率依赖行为的通量比,这意味着存在的一个色结构的耀变体(即,核心移位效应)。我们排除了微透镜和毫透镜效应的可能性,并提出了一个简单的模型,而不是等离子体激元喷射在耀变体的喷流来解释的时间和频率的变化的流量比。我们认为,PKS 1830 -211可能是最好的来源之一,以探测在亚毫米波长的耀变体喷流的基础上的活动,由于该系统的特殊几何形状。在前景z=0.89星系的吸收研究中核心位移的含义(例如,基本常数的宇宙学变化的约束)进行了讨论。
2013-09-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmography using strongly lensed gravitational waves from binary black holes
本文提出利用第三代探测器观测到的强透镜化双黑洞引力波事件数量及时间延迟分布,通过贝叶斯方法约束宇宙学参数,并以z约10的独特红移区间提供与其他测量相当的约束。
2023-08-16 astro-ph.CO gr-qc
Probing the Star Formation History and Initial Mass Function of the z~2.5 Lensed Galaxy SMM J163554.2+661225 with Herschel
本文分析了z = 2.515的透镜星系SMM J163554.2+661225的Herschel SPIRE远红外(FIR)观测。结合新的250,350和500微米的观测与现有的数据,我们做了一个改进的适合这个星系的FIR光谱能量分布(SED)。我们发现该星系的总红外光度为L(8- 1000微米)= 6.9 +/- 0.6x10^11 Lsol;比之前对该星系的L_IR估计精确了3倍,是在这些红移下对任何星系最精确的测量之一。这个远红外线光度意味着这个星系的无透镜恒星形成率(SFR)为每年119 +/- 10 Msol,比从星云Pa-α发射线得出的SFR低1.9 +/- 0.35倍(2.5-sigma差异)。两种SFR指标都假定相同的萨尔彼得初始质量函数(IMF),在0.1 - 100 Msol的质量范围内斜率Gamma=2.35,因此这种差异表明可能需要更多的电离光子来解释较高的Pa-α衍生SFR。我们研究了一些情况下,发现观测结果可以解释与不同的恒星形成历史(SFH)由于恒星形成率(SFR)的增加,与IMF的轻微平坦配对。如果SFR在时间上是恒定的,则需要通过将上质量截止值增加到约200 Msol或将IMF斜率平坦化到1.9 +/- 0.15或两者的组合来对IMF进行更大的改变。这些情况下的结果,在高达一倍的恒星数量与质量以上20 Msol,这产生了必要的增加电离光子在一个萨尔…
2011-10-14 astro-ph.CO
Probing the statistical properties of CMB $B$-mode polarization through Minkowski Functionals
磁型$B$模偏振的探测是未来宇宙微波背景(CMB)实验的主要目标。在标准模型中,$B$模式映射是一个强非高斯场,由于透镜组件。除了两点关联函数外,其他统计量对极化图信息的挖掘也很重要。本文利用Minkowski泛函研究了透镜$B$模式映射的形态学性质。我们发现,从高斯的偏差是非常显着的全天空和部分天空调查。作为分析的一个应用,我们研究了$B$模式图中前景残差的形态学印记。我们发现,即使是非常微小的前景残差,对地图的影响可以检测到的闵可夫斯基功能分析。因此,它提供了一个补充的方式来调查的前景污染的CMB研究。
2016-07-11 astro-ph.CO
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
Anomalies in Time Delays of Lensed Gravitational Waves and Dark Matter Substructures
冷暗物质的分级大尺度结构的形成的情况下预测的存在丰富的subhalos周围的大型星系。然而,观测到的矮星系的数量与理论预测相差甚远,这表明大多数的暗晕可能是黑暗的或相当微弱的。引力透镜是一种强有力的工具,可以直接探测质量分布,而不管它是可见的还是暗的。强透镜类星体系统中的时间延迟异常与探测星系中暗物质亚结构的通量比异常是互补的。在这里,我们建议,透镜引力波检测的第三代地面探测器与相当准确的时间延迟测量可能是一个更好的工具,这项研究比传统的技术。结合高质量的图像的透镜的主机星系的电磁对应测量,透镜GW信号可以使系统误差所造成的暗物质子结构检测在百分之几的水平,这取决于它们的质量函数,内部分布的subhalos和透镜系统的配置。
2018-09-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing coherence in metal absorption towards multiple images of strong gravitationally lensed quasars
基于MUSE对强引力透镜类星体多重像的观测,本文层析分析了z~0.5-2星系周介质的金属吸收,发现金属气体相干性随距离减弱(约10 kpc尺度),且高电离CIV比低电离MgII相干度更高,揭示了CGM的团块状结构。
2024-01-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing stellar-mass primordial black holes with type Ia supernova microlensing
本研究提出利用强引力透镜Ia型超新星微引力透镜效应探测恒星级原初黑洞的新方法,通过模拟分析和KS检验,明确了区分含原初黑洞与不含原初黑洞暗物质模型所需的图像数据集规模。
2025-07-08 astro-ph.CO
Probing the inner kpc of massive galaxies with strong gravitational lensing
我们研究的前景检测引力透镜的缩小图像的观测中的强透镜毫米波分子发射线与ALMA。我们将透镜星系建模为暗物质成分,恒星成分和中心超大质量黑洞的叠加,并评估中心图像的可检测性,以获得一系列相关参数(例如,恒星核心、黑洞质量和源大小)。我们发现,在大范围的合理参数下,未来使用ALMA对透镜分子线的深入观察应该能够检测到具有$\gtrsim 3σ$意义的中心图像。我们使用Fisher分析来研究在各种情况下对这些参数的约束,并发现对于大型恒星核心,核心大小和中心SMBHs的质量都可以精确测量。我们还研究了检测二进制SMBHs与这样的意见的前景,并发现,只有在罕见的条件下,并与非常长的积分($\sim$ 40小时)的质量,两个SMBHs可以测量使用扭曲的中央图像。
2015-01-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Testing the speed of light over cosmological distances: the combination of strongly lensed and unlensed supernova Ia
探测光速是广义相对论的一个重要测试,但使用遥远宇宙中的物体测量$c$几乎完全没有探索过。在这封信中,我们提出了一个想法,使用银河系规模的强引力透镜系统的多次测量Ia型超新星作为背景源,以估计光速。这提供了一种原始的方法来测量光速,使用位于不同红移的物体,这些物体在遥远的过去发出它们的光。此外,我们预测,强透镜Ia型超新星观测的LSST将产生强大的约束$Δc/c$在$10^{-3}$的水平。我们还讨论了未来的调查,如LSST是否可能成功地检测任何假设的变化,$c$预测的理论,其中基本常数具有动力学性质。
2018-10-02 astro-ph.CO
Modified gravitational wave propagation: information from strongly lensed binaries and the BNS mass function
修正的引力波传播是宇宙尺度上引力修正的确凿证据,也是检验这类理论最有希望的观测点。近年来对引力波(GW)的观测使我们能够开始探索这种效应,在这里我们简要回顾两种有希望的测试方法。我们将表明,利用现有的探测器网络,在估计$Ξ_0$参数时,有可能达到令人感兴趣的精度(这是修改后的引力波传播的特征,用$Ξ_{0, {\rm GR}} = 1$)和下一代设施,如爱因斯坦望远镜,我们可以得到一个亚百分比的测量。
2022-03-17 astro-ph.CO gr-qc
Probing cosmic strings via gravitational-wave lensing
Universitat de Barcelona(巴塞罗那大学);Universitat de València(瓦伦西亚大学)
通过引力波透镜探测宇宙弦,利用全波传输因子分析其独特的拓扑和几何特性,推导弦张力的可检测界限,并区分CS透镜与点质量透镜信号。
2026-02-24 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Beyond subhalos: Probing the collective effect of the Universe's small-scale structure with gravitational lensing
引力透镜是研究亚星系尺度物质分布的有力工具,它本身可能包含着关于暗物质起源和性质的重要线索。一般来说,文献中采用了两种不同的方法来使用强透镜映射宇宙的小尺度结构,其中一种方法侧重于测量少数离散的大质量subhalo的位置和质量,这些subhalo在投影中接近透镜图像,另一种方法侧重于检测透镜源和观察者之间所有小尺度结构的集体效应。在本文中,我们遵循后一种方法,并进行详细的研究星系尺度引力透镜的小尺度结构的系综性质的敏感性。在以前的一些研究中,我们采用子结构功率谱的语言来表征小尺度密度场的统计特性。我们提出了一个全面的理论,将透镜与扩展源以及与时间相关的紧凑源(如类星体)在一个统一的框架中的第一次。我们的方法使用模式函数,以提供计算的优势和洞察力之间的镜头和源的耦合。本文的目标是发展理论,并获得必要的直觉,以了解子结构功率谱的灵敏度如何取决于源和透镜的属性,最终的目的是确定最有前途的目标,这样的研究。
2019-08-28 astro-ph.CO hep-ph
Probing the small scale structure of the Inter-Galactic Medium with ESPRESSO: spectroscopy of the lensed QSO UM673
利用ESPRESSO对透镜类星体UM673的高分辨率光谱,探测星系间介质小尺度结构,发现莱曼森林高度相关且无整体速度偏移,金属线差异与暗物质晕运动相符,并验证了Sandage测试的可行性。
2024-02-08 astro-ph.CO gr-qc
Direct measurement of the distribution of dark matter with strongly lensed gravitational waves
在这封信中,我们提出了一个新的想法,探测暗物质的分布表现出弹性和速度无关的自相互作用。这些相互作用可能在强透镜引力波的多次测量中被揭示出来,可以通过观测来探索,以确定自散射的强度。具体地说,每一个星系尺度的强透镜系统,其源是一个合并的紧凑的二进制发射引力波将提供一个独立的模型测量的剪切粘度的暗物质沿视线。这些单独的测量可能是对暗物质及其性质的大尺度分布的探测。我们的研究结果表明,10-1000强透镜引力波从ET和DECIGO,强大的约束大规模的自相互作用暗物质的分布可能会产生。与在电磁域中获得的保守估计相比,还期望对与星系和星系团尺度相关的每单位质量的暗物质散射截面($σ_χ/m_χ$)有更严格的限制。最后,我们讨论了我们的方法在自相互作用的暗物质粒子物理的背景下的有效性。
2022-02-17 astro-ph.CO
The Microlensing Properties of a Sample of 87 Lensed Quasars
引力微透镜是研究类星体吸积盘物理性质和透镜星系暗物质含量、恒星平均质量等物理性质的有力工具。不幸的是,透镜类星体($\sim 90$)的数量超过了我们的监测能力。因此,估计它们的微透镜性质对于确定良好的微透镜候选者以及对于未来调查的期望是重要的。在这项工作中,我们估计了87个透镜类星体样本的微透镜性质。爱因斯坦半径穿越时间尺度的中位数是20.6年,而源穿越时间尺度的中位数是7.3个月。一般来说,这意味着在$\sim 10$年的时间尺度上,大约一半的透镜将是静止的,源位于一个广泛的缩小的山谷中,大约一半将是活跃的,源位于焦散脊中。我们还发现,相对于CMB偶极子的透镜系统的位置有一个适度的影响微透镜的时间尺度,并在理论上微透镜可以用来确认偶极子的运动学起源。作为我们研究的一个推论,我们分析了32个透镜类星体的子样本中的吸积速率参数。在固定的黑洞质量下,可以对宽范围的光度进行采样(即,爱丁顿因素),如果它成为可行的监测暗淡的镜头。
2011-06-23 astro-ph.CO
Precision Joint Constraints on Cosmology and Gravity Using Strongly Lensed Gravitational Wave Populations
School of Physics and Technology, Wuhan University(武汉大学物理科学与技术学院)
该研究提出贝叶斯框架,利用强引力透镜引力波事件群体特征联合约束哈勃常数和后牛顿参数,直接从统计特性提取信息,不依赖其他因素,模拟表明其精度超现有方法,凸显了透镜化GW群体统计在探测宇宙和引力方面的潜力。
2026-07-29 astro-ph.CO gr-qc
Herschel-ATLAS: towards a sample of ~1000 strongly-lensed galaxies
虽然选择500μm通量密度S_500>100 mJy的强透镜星系已被证明是相当简单的(Negrello et al. 2010),但对于许多应用来说,重要的是要分析比将我们限制在这样的亮度极限时获得的样本更大的样本。此外,只有通过探测到更微弱的通量密度才有可能利用强透镜来研究大部分高z恒星形成星系。我们描述了HALOS(赫歇尔-阿特拉斯透镜天体选择),这是一种有效地选择较暗的候选强透镜星系的方法,这些星系的表面密度达到~1.5-2 deg^-2,即比100 mJy通量极限时的表面密度高出约4 ~ 6倍。HALOS将允许在整个H-ATLAS调查区域内选择多达1000个候选强透镜星系(放大率μ>2)。将HALOS应用于H-ATLAS科学演示阶段场(~14.4 deg^2),我们发现了31个候选强透镜星系,它们的候选透镜在维京近红外目录中被识别。使用候选源和候选透镜的可用信息,我们初步估计样品的纯度约为72%。候选透镜源的红移分布接近于大多数以前的调查报告的透镜星系,而候选透镜延伸到显着更高的红移比发现在其他调查。候选强透镜星系的数量也与模型预测吻合得很好(Lapi et al. 2011)。尽管该方法的一个关键组成部分是深近红外维京测光,但我们表明,仅凭H-ATLAS数据就可以以接近50%的效率选择类似深度的候选强透镜星系样本;可以以约70%的效率达到略低的表面密度(约1.45 deg…
2012-02-02 astro-ph.CO
Testing the speed of gravitational waves over cosmological distances with strong gravitational lensing
探测引力波和光的相对速度是对广义相对论和其他引力理论的重要检验。测量引力波和电磁波的到达时间可以用来测量相对速度,但前提是光子和引力波的发射之间的内在时滞是很好理解的。在这里,我们提出了一种方法,不做这样的假设,使用未来的强透镜GW事件和EM对应物; Biesiada等人预测,爱因斯坦望远镜每年将观察到50-100强透镜GW事件。如果在观测伽马射线暴监测器的视场内观测到高能EM对应物,则单个强透镜GW事件将在$10^{-7}$水平上对GW和光的速度比产生鲁棒约束。
2017-01-24 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Double Source Lensing Probing High Redshift Cosmology
双源透镜效应,即两个源被同一个前景星系透镜化,涉及到每个源和透镜之间的距离,因此是对远离观测者的宇宙的探测。双源距离比还降低了对透镜模型的灵敏度,并与标准距离探头具有良好的互补性。我们表明,使用这种技术在高红移$z>1$,使从欧几里得卫星和其他调查的数据,可以给暗能量的见解,无论是在$w_0$ - $w_a$和红移装箱密度。我们从256个具有中等质量宇宙微波背景和超新星数据的双源系统的组合中发现暗能量优值为245。使用$z=1.1$-5之间的五个红移仓,我们可以探测到$z\approx5$的暗能量密度,或者在仓中的值的31 $σ$和2.5 $σ$之间进行测量。
2022-07-27 astro-ph.CO
UNCOVER: A NIRSpec Census of Lensed Galaxies at z=8.50-13.08 Probing a High AGN Fraction and Ionized Bubbles in the Shadow
本研究基于 JWST NIRSpec 光谱确认了 z=8.50-13.08 的高红移透镜星系,发现极高比例的活动星系核(AGN)并证实其可能存在于共享的电离气泡中,揭示了 AGN 对宇宙再电离的重要贡献。
2024-11-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing sub-galactic mass structure with the power spectrum of surface-brightness anomalies in high-resolution observations of galaxy-galaxy strong gravitational lenses. I. Power-spectrum measurement and feasibility study
本文提出并测试了从HST高分辨率成像测量星系-星系强引力透镜表面亮度异常功率谱的方法,验证了其可行性,为约束次星系尺度暗物质结构性质奠定了基础。
2023-02-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
El Gordo needs El Anzuelo: Probing the structure of cluster members with multi-band extended arcs in JWST data
本研究利用JWST多波段数据与贝叶斯可微建模框架,分析El Gordo星系团透镜化的五重成像星系,测得两主透镜质量密度斜率陡于等温分布,还发现400秒差距的源星系团块,并提醒延展弧点状特征用于透镜建模需先经延展弧验证。
2024-10-09 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Probing charge of compact objects with gravitational microlensing of gravitational waves
本文研究利用引力波微透镜效应约束带电致密天体电荷的可行性,通过构造带电透镜势和透镜化波形并采用近似似然分析,发现该方法难以约束黑洞电磁电荷,但可能对修改引力模型或裸奇点等奇异天体给出适度限制。
2025-01-09 astro-ph.CO gr-qc
Probing the fluctuating Ultra-violet background using the Hubble Frontier Fields
近年来,在z >= 6的高红移处发现的莱曼破裂星系数量的增加,为详细了解早期星系形成物理学提供了可能性。特别是,这些星系的紫外线光度函数(UV LF)的暗端斜率(α)是一个潜在的探针的反馈效应,抑制恒星形成的低质量晕。在这项工作中,我们提出了一个概念验证的计算约束波动的UV背景在再电离过程中约束α在不同体积的宇宙。由于不规则的再电离,不同的体积将经历不同的光加热量,这将导致测量的α散射。我们的方法是基于一个简单的模型的UV LF,这是一个缩放版本的晕质量函数结合在星系光度的指数抑制在暗端,因为UV反馈。虽然目前的数据不足以限制不同领域的α,但我们预计,在不久的将来,詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)对六个哈勃前沿领域的观测将为我们的概念提供理想的测试。
2018-09-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Augmenting the power of time-delay cosmography in lens galaxy clusters by probing their member galaxies. II. Cosmic chronometers
提出结合透镜星系团时延宇宙学与“宇宙计时器”成员星系探测的新方法,实现对Hubble常数等宇宙学参数的稳健准确测量并打破参数简并。
2024-01-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Augmenting the power of time-delay cosmography in lens galaxy clusters by probing their member galaxies I. Type Ia supernovae
提出结合星系团强透镜时间延迟与Ia型超新星的新方法,稳健测量哈勃常数及宇宙学参数,互补约束提升精度,且观测可行。
2024-02-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing General Relativity in galactic scales at z $\sim0.3$
广义相对论(GR)主要在太阳系尺度上进行了成功的测试;然而,在过去的几十年里,星系尺度的测试变得流行起来。在这项工作中,我们调查的$η_\text{PPN}$参数,这是通常定义的比例出现在宇宙学线性扰动度规的两个标量势。在GR和各向异性应力张量为零的假设下,得到了$η_\text{PPN}= 1$。使用ALMA,HST和VLT/MUSE数据,我们结合质量测量,使用引力透镜和星系动力学,为SDP. 81透镜星系($z = 0.299$)约束$η_\text{PPN}$。通过使用一个灵活的和自洽的质量配置文件,我们的基准模型考虑到恒星质量和暗物质晕重建透镜星系和空间分辨的恒星运动学的贡献。我们推断,占系统的质量模型,宇宙学和运动学的不确定性,$η_{\text{PPN}} = 1.13^{+0.03}_{-0.03}\pm0.20\,(\text{sys})$,这是根据GR预测。更好的光谱数据,需要推动系统的下降,使不确定性的百分比水平,因为我们的分析表明,系统的主要来源是有关的运动学,这在很大程度上取决于信噪比的光谱。
2023-02-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraints on cosmological models from lens redshift data
强透镜已经发展成为研究宇宙学和星系(它们的结构、形成和演化)的重要天体物理工具。现在已经发现了数百个由大质量星系产生的强透镜系统,这些系统可能会形成用于统计分析的定义明确的样本。从各种大型引力透镜类星体的系统观测中收集相对完整的透镜红移数据,并检查将其用作未来其他宇宙学探测的补充的可能性。我们使用在宇宙透镜全天巡天(CLASS),PMN-NVSS河外透镜巡天(PANELS),斯隆数字巡天(SDSS)和其他巡天中观察到的引力透镜图像分离的分布,考虑到银河系势的奇异等温椭球(SIE)模型,以及基于SDSS DR 5数据和最近的半-星系形成的分析模型,以约束两个暗能量模型($Λ$ CDM和常数$w$)在平坦宇宙假设。我们发现,目前的透镜红移数据给出了一个相对较弱的约束模型参数。然而,通过将红移数据与重子声学振荡峰和喜剧宏波背景数据相结合,我们得到了更严格的结果,表明平坦的$Λ$ CDM模型仍然包含在1 $σ$处。
2011-05-31 astro-ph.CO
The Origin and Evolution of Metallicity Gradients: Probing the Mode of Mass Assembly at z=2
我们提出和讨论的气相金属丰度梯度的引力透镜星系在z=2.0-2.4的基础上自适应光学辅助成像光谱与凯克II望远镜的测量。通过深度曝光,我们已经获得了四个星系的高信噪比数据,这些星系具有很好的运动学特性。三个星系有序旋转揭示金属丰度梯度的意义上有较低的气相金属丰度在较大的银河系中心半径。其中两个显示的梯度比本地发现的要陡得多,而第三个显示的梯度与本地盘状星系相似。第四个星系表现出复杂的运动学,表明正在进行的合并,并揭示了一个“倒置”的梯度与较低的金属丰度在中心地区。通过将我们的样本与文献中关于低红移星系的类似数据进行比较,我们确定,平均而言,金属丰度梯度必须在z=2.2和当前时代之间平坦化2.6 +/- 0.9。这个因子与大质量星系的大小增长大致一致,这表明由内而外的增长可以解释金属丰度梯度的演化。由于我们的新数据的增加提供了这种演变的连贯画面的第一个迹象,我们开发了一个简单的化学演变模型来解释集体数据。我们发现,金属丰度梯度和它们的演变可以解释由向内的径向迁移的气体一起的径向变化的质量负载因子控制流出的气体的比率,当地的恒星形成率。从我们的模型中推导出的\lsim 2的平均质量负载因子与z \simeq 2星系流出气体的直接测量结果吻合得很好。
2012-07-18 astro-ph.CO
Probing Binary Lens Caustics with Gravitational Waves: A Uniform Approximation Approach
本文提出用均匀近似方法研究双质量透镜折叠焦散线附近的引力波衍射,揭示焦散宽度随波长和透镜质量的标度关系,并表明该方法对准确捕捉焦散附近波动效应至关重要。
2025-07-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Gravitational lensing of fast radio bursts: prospects for probing microlens populations in lensing galaxies
Indian Institute of Science(印度科学研究所);Ben-Gurion University of the Negev(内盖夫本-古里安大学);University of Zurich(苏黎世大学)
通过研究快速射电暴的引力透镜效应,探索强透镜中微透镜种群的分布特性,以约束恒星初始质量函数。
2025-11-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing Dark Matter Substructure with Image Number Anomaly in Strong Lensing Systems
School of Physics and Technology, Wuhan University(武汉大学物理科学与技术学院);National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);School of Astronomy and Space Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学天文与空间科学学院)
本文利用强引力透镜现象中的图像数量异常来约束暗物质亚结构,通过分析不同暗物质亚结构形式(如原初黑洞和模糊暗物质)诱导的额外图像,探讨高角分辨率观测对探测额外透镜图像的概率影响。
2026-05-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Flashlights: Prospects for constraining the Initial Mass Function around cosmic noon with caustic-crossing events
本文利用哈勃闪光灯计划探测到的焦散交叉事件统计,结合透镜模型和恒星合成模型,初步约束宇宙正午时期的恒星初始质量函数斜率,发现其可能介于 Salpeter 型与顶部偏重型之间。
2025-07-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraints on cosmological models from strong gravitational lensing systems
强透镜已经发展成为探索宇宙学和星系(它们的结构,形成和演化)的重要天体物理工具。利用引力透镜理论和星系团质量分布模型,通过各种大型系统的引力透镜巡天和星系团的引力透镜作用,并结合X射线观测,试图收集到一个比较完整的关于哈勃常数独立于两个角直径距离之比$D_{ds}/D_s$的观测数据,并检验它作为其它宇宙学探测补充的可能性。一方面,强引力透镜类星体星系系统通过结合恒星运动学(中心速度色散测量)和透镜几何学(从图像位置确定爱因斯坦半径)创造了这样一个新的机会。我们应用这样的方法组合引力透镜数据集,包括70个数据点,从斯隆透镜ACS(SLACS)和透镜结构和动力学调查(LSD)。另一方面,一个新的样本的10个透镜星系团的红移范围从0.1至0.6仔细选择从强引力透镜系统的X射线卫星观测和光学巨发光弧,也被用来约束三个暗能量模型($Λ$ CDM,常数$w$和CPL)在一个平坦的宇宙假设。对于包含36个双像透镜和10个强透镜弧的全样本($n=80$)和限制样本($n=46$),我们得到了较好的基本宇宙学参数拟合值,与文献中已知的结果基本一致。这一结果鼓励进一步发展这种方法,并在未来获得更大的样品上使用。
2012-02-22 astro-ph.CO