Wave optics lensing of gravitational waves: theory and phenomenology of triple systems in the LISA band
本文研究深波动光学区域中黑洞对LISA频段引力波的透镜效应，分析三体系统中的偏振、螺旋度破坏与干涉调制，并指出高SNR系统中的可探测性。
2024-04-10 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Lensing
引力透镜已经发展成为分析暗宇宙的最有力的工具之一。本文综述了引力透镜的基本理论、主要应用和迄今取得的代表性成果。它有两个部分。首先从测地偏差方程出发，导出了薄的和扩展的引力透镜方程。第二部分讨论和总结了恒星和行星、星系、星系团和大尺度结构的引力透镜效应。
2010-10-19 astro-ph.CO gr-qc
Weak Lensing Approximation of Wave-optics Effects from General Symmetric Lens Profiles
Purdue University（普渡大学）；The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；University of Glasgow（格拉斯哥大学）；Phenikaa University（菲尼亚卡大学）
本文提出了一种高效方法，用于近似弱透镜情况下由一般对称透镜剖面引起的波光学效应，以改进透镜重建和暗物质研究。
2025-11-04 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Exploring the NANOGrav Signal and Planet-mass Primordial Black Holes through Higgs Inflation
本研究利用希格斯暴胀模型产生的标量诱导引力波解释NANOGrav信号，并预测行星质量原初黑洞的存在，可统一解释太阳系第九行星及微引力透镜事件。
2024-05-31 astro-ph.CO gr-qc
Amplitude and phase fluctuations of gravitational waves magnified by strong gravitational lensing
我们讨论了菲涅耳尺度上的小尺度密度扰动如何影响几何光学中被引力透镜放大的引力波的振幅和相位。我们推导出连接小尺度密度扰动与振幅和相位波动的方程，以表明这种微扰波动光学效应在宏观模型放大率的存在下显着增强，从而可以很容易地观察到高度放大的引力波的振幅和相位波动。我们讨论了由于恒星，暗物质子结构，模糊暗物质和原始黑洞微透镜预期的信号。
2022-07-20 astro-ph.CO gr-qc
Optical Magnus effect on gravitational lensing
Department of Physics, Institute of Science Tokyo（东京科学大学物理系）
研究光学迈斯效应在引力透镜中的影响，推导光波包运动方程并分析其对爱因斯坦环形成的影响，提出修正的透镜方程及简单模型的解析解。
2026-03-16 astro-ph.CO gr-qc physics.optics
A Lensing View On The Fundamental Plane
对于透镜星系，我们引入了一个正式的速度色散σ_透镜，封闭的质量和维里定理的基础上。这是从像素化透镜模型的集合计算的，并且被发现是相当独立的模型。对18个已知的早型透镜星系和2个星系团的观测结果表明，σ_lens与运动学速度色散σ_obs相等，这表明早型透镜星系和星系团都是维里化的.在第二步中，我们计算了透镜星系样本的I波段光度和总质量含量，这使我们能够分析质量-光关系L ~ M^a。我们确定a = 0.70 +/- 0.08，不包括常数M/L，并与以前的基本平面的研究一致。此外，我们验证了这种关系并不能外推到具有更高M/L的簇。用于分析的样本包括9个来自斯隆透镜ACS巡天（SLACS）的透镜星系和另外9个来自CfA-亚利桑那太空望远镜透镜巡天（CASTLES）的透镜星系，以及透镜星系团ACO 1689和ACO 2667。
2009-08-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Wave-optics gravitational wave lensing in modified gravity
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Swansea University（斯旺西大学）；Università di Bologna（博洛尼亚大学）
本文在修正引力框架下研究波动光学区域的引力波透镜效应，提出曲率耦合传播方程，揭示低频极限下放大因子不再趋近于1的新现象，并通过扭曲波解释和散射振幅语言描述这一效应。
2026-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
SKA Weak Lensing I: Cosmological Forecasts and the Power of Radio-Optical Cross-Correlations
我们从涉及平方公里阵列（SKA）的弱引力透镜调查中构建宇宙学参数约束的预测。考虑到物质含量，暗能量和修改后的重力参数，我们表明，第一阶段的SKA（SKA 1）可以与其他第三阶段的实验，如暗能量调查（DES）和完整的SKA（SKA 2）可能会形成更严格的约束比第四阶段光学弱透镜实验，如那些将与LSST，WFIRST-AFTA或欧几里得类设施进行。单独使用弱透镜，从SKA 1到SKA 2代表物质中的$\sim10$、暗能量中的$\sim10$和修改后的重力参数中的$\sim5$的改进。我们还表明，第一次，强大的结果，即第三阶段和第四阶段的实验的严格约束（在$\sim5\%$），可以从光学和无线电波段之间的互相关剪切映射，这一过程也可以消除一些潜在的系统误差，否则可以限制弱透镜宇宙学的效用。
2016-10-25 astro-ph.CO
Weak gravitational lensing with CO galaxies
光学弱透镜巡天已经成为精确宇宙学的有力工具，但仍然受到系统效应的影响，如果不小心消除，可能会严重影响宇宙学参数的估计。我们讨论了在无线电/微波频率进行互补弱透镜调查的可能性，使用检测的CO发射星系与解决连续图像从ngVLA。这种方法具有完全不同的光学弱透镜剪切测量系统的不确定性（例如在混合，PSF和红移的不确定性），并可以提供额外的信息，以帮助解开内在的宇宙学剪切信号的对齐。因此，光学和CO星系透镜调查的综合分析将为Euclid，LSST和WFIRST的高灵敏度未来调查提供极其严格的验证，明确拒绝由于残余系统效应而产生的偏差。ngVLA的透镜调查也将提供有价值的光谱（运动学）和偏振信息，可用于开发新的宇宙学分析，这是目前不可能在光学。
2018-06-21 astro-ph.CO
GLAMER Part II: Multiple Plane Gravitational Lensing
我们提出了一个扩展到多个平面的引力透镜代码{ \small GLAMER}。该方法需要将所观察到的光锥中的质量投影到离散数量的透镜平面上，并从图像到源平面进行反向射线拍摄。每个平面上的质量可以表示为晕圈、模拟粒子、从数值模拟提取的投影质量图或这些的任何组合。图像查找是以面向源的方式完成的，其中仅感兴趣的区域在初始粗糙的图像平面网格上迭代地细化。计算在共享内存机器上并行执行。该代码能够处理不同类型的分析晕（NFW，NSIE，幂律等），从数值模拟中提取的晕和从半解析模型（{ \small MOKA}）构建的簇。同样，有几个不同的选项来建模可以分布在整个光锥中的源。光锥中物质的分布可以从已有的N体数值模拟中获得，也可以从晕目录中获得，或者从解析质量函数中获得。我们提出了几个测试的代码，并展示了它的一些应用程序，如生成模拟图像的星系和星系团镜头。
2013-12-05 astro-ph.CO
Strong Lensing Tomography: Double and pseudo multi-source plane strong gravitational lensing to constrain dark energy
Stony Brook University（石溪大学）；Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Universidad Andres Bello（安德斯贝洛大学）；Oxford University（牛津大学）；University of Portsmouth（朴茨茅斯大学）
提出伪双源面透镜（PDSPL）方法，利用大量星系-星系透镜对克服质量片简并，结合层次化预测框架，在Flat w0waCDM模型下将暗能量状态方程参数w0约束至σ(w0)~0.29。
2026-10-27 astro-ph.CO
Forecasting the constraints on optical selection bias and projection effects of galaxy cluster lensing with multiwavelength data
针对光学选星系团引力透镜信号因投影效应偏高的问题，研究结合光学测光与气体性质的模拟数据，证明1300平方度的多波段重叠巡天可将引力透镜偏差约束到5%精度，且能消除该偏差，助力星系团宇宙学研究。
2023-12-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Optical selection bias and projection effects in stacked galaxy cluster weak lensing
目前和即将进行的星系团巡天的宇宙学约束受到星系团质量校准精度的限制。特别是，光学识别的星系团容易受到选择效应的影响，这可能会使弱透镜质量校准产生偏差。我们调查的选择偏差的堆叠集群透镜信号与光学选择集群，使用集群识别的redMapPer算法在Buzzard模拟作为案例研究。我们发现，在一个给定的集群晕质量，redMapper丰富度和弱透镜信号的残差呈正相关。因此，对于给定的丰富度选择，与我们从底层晕质量概率分布所预期的相比，堆叠的透镜效应信号偏高。因此，星系团透镜选择偏差会导致高估星系团的平均质量和有偏差的宇宙学结果。我们发现，透镜选择偏置表现出很强的尺度依赖性，在大尺度上$ΔΣ$约为20%至60%。这种选择偏差主要来源于沿着视线在+/-20至60 Mpc/h范围内的虚假成员星系，突出了量化与测光星系团巡天中成员星系的广泛红移分布相关的投影效应的重要性。虽然我们的研究结果在定性上与文献中的结果一致，但需要对选择偏差进行准确的定量建模，以实现星团透镜宇宙学的目标，并需要涵盖广泛的星系晕连接模型的合成目录。
2022-08-09 astro-ph.CO
SuperCLASS -- III. Weak lensing from radio and optical observations in Data Release 1
我们描述的第一个结果弱引力透镜的SuperCLASS调查：第一次调查专门设计来测量无线电波长数据中的弱透镜效应，单独和交叉相关的光学数据。我们分析了来自斯巴鲁望远镜的1.53平方度的光学数据和来自e-MERLIN和VLA望远镜的0.26平方度的射电数据（DR 1数据集）。使用标准的光学数据的方法，只有我们作出了显着的（10西格玛）检测的弱透镜信号（剪切功率谱），由于在目标区域的大规模超星系团。对于射电数据，我们提出了一种新的方法来测量星系的干涉数据的形状，我们构建了一个模拟管道来验证这种方法。然后，我们将这种分析应用到我们的射电观测中，独立处理e-MERLIN和VLA数据。我们实现的VLA数据中的源密度为每平方弧分0.5，在e-MERLIN数据中的源密度为每平方弧分0.06，这些数字被证明太小，以至于无法检测到单独的无线电数据或与光学数据互相关的弱透镜信号。最后，我们展示了来自e-MERLIN和VLA的数据的可靠性平面组合的初步结果，这些数据将用于即将发布的完整SuperCLASS数据。这种数据组合的方法预计将提高弱透镜源的数量密度和保真度，可以测量它们的形状。
2020-03-03 astro-ph.CO
Radio Weak Gravitational Lensing with VLA and MERLIN
我们进行了一个探索性的弱引力透镜分析的组合VLA和MERLIN无线电数据集：深（3.3微焦耳束^-1均方根噪声）1.4 GHz的图像哈勃深场北。我们测量的剪切估计分布在这个无线电灵敏度的第一次，发现一个类似的分布，光学剪切估计HST ACS数据在这一领域。我们研究了射电数据剪切估计中的剩余系统学，并从射电-光学剪切交叉关联函数中给出了宇宙学约束。我们强调互相关剪切估计器从无线电和光学数据的效用，以减少系统学的影响。出乎意料的是，我们没有发现任何证据的相关性光学和无线电固有的椭圆匹配对象，这一结果提高了光学无线电透镜互相关的属性。我们探讨的椭圆率分布的无线电对应的光源统计，确认缺乏相关性，因此，我们建议一个连接的统计方法来无线电剪切测量。
2009-10-09 astro-ph.CO
Wave asymptotics and their application to astrophysical plasma lensing
等离子体透镜事件可以有显着的观测结果，包括通量密度调制和扰动脉冲到达时间。在本文中，我们开发和应用的形式主义，扩展几何光学来描述的效果，二维等离子体透镜的任意形状。我们应用突变理论和积分一致渐进展开研究的见解来描述接近折叠焦散线和阴影区域的透镜放大，并探索到达时间（TOA）扰动中焦散线处图像出现和消失的影响。由于透镜。增强的几何光学方法成功地再现了从波动光学的预测，并可以有效地用于模拟多频TOA残差在透镜事件。透镜效应将在残差作为频率函数的变化方式以及在频带上平均的残差的幅度和符号中引入扰动。当包括低频观测值时，与预期色散$ν^{-2}$标度的偏差最为显著。我们研究的精确脉冲星定时的背景下，透镜的后果和触摸其潜在的相关性的研究FRB。
2018-10-27 astro-ph.CO
GLoW: novel methods for wave-optics phenomena in gravitational lensing
提出处理引力透镜波光学现象的新方法，实现高效计算频率相关放大因子的GLoW代码，为研究暗物质分布和大尺度结构提供新手段。
2024-09-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
A Framework for Measuring Weak-Lensing Magnification Using the Fundamental Plane
星系-星系透镜效应是探测暗物质晕和限制宇宙学参数的重要工具。虽然星系-星系透镜测量通常依赖于剪切，但弱透镜放大率包含额外的约束信息。利用椭圆星系的基本面（FP）来锚定背景星族的大小分布是一种被提出来进行放大率测量的方法。我们提出了一种形式主义，使用椭圆星系的FP残差，共同估计的前景质量和背景红移误差的堆叠透镜的情况。FP残差包括弱透镜放大率$κ$的信息，因此前景质量，因为一阶，非零$κ$影响星系的大小，但不影响其他FP属性。我们还提出了一个模块化的，可扩展的代码，实现了形式主义，使用模拟星系目录的光度星系调查。我们发现，结合FP信息与观测到的源星系的数量计数约束质量和photo-z误差参数显着优于估计，包括数量计数。特别是，如果包括FP残差，则对质量的约束为17.0%，而当仅包括数量计数时，则为27.7%。质量为$M_H=10^{14}M_\odot$的前景透镜的有效尺寸噪声是$σ_{κ,\mathrm{eff}}=0.250$，其中将尺寸和表面亮度的保守选择函数应用于源群体。我们讨论了我们的FP模型的改进，使这种形式主义的一个实际的伴侣剪切分析弱透镜调查。
2019-11-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Testing modified gravity with 21 cm intensity mapping, HI galaxy, cosmic microwave background, optical galaxy, weak lensing, galaxy clustering, type Ia supernovae and gravitational wave surveys
在现代宇宙学中，一个重要的任务是研究宇宙中是否存在引力修正的信号。由于分辨率和灵敏度的限制，目前的观测无法探测到任何修正重力信号。因此，迫切需要预测未来宇宙学调查对修正引力的约束力。我们用8个未来主流探测器约束Hu-Sawicki $f(R)$引力，包括21 cm强度图、HI星系、宇宙微波背景、光学星系、弱透镜、星系团、Ia型超新星和引力波。我们发现，HI星系巡天SKA 2给出了最强的约束$σ_{f_{R0}}=1.36\times10^{-8}$中的八个探头。21 cm强度巡天SKA 1-MID-B1和光学星系巡天Euclid也达到了$\mathcal{O}$（-8）量级。第四代CMB实验SO和CORE得到了$\mathcal{O}$（-6）阶，而大尺度结构巡天Euclid弱透镜、Euclid星系团和CSST弱透镜得到了$\mathcal{O}$（-5）阶。有趣的是，CSST星系团的$\mathcal{O}$（-6）阶与SO和CORE星系团的$\mathcal{O}$（-6）阶相同，而引力波巡天ET星系团的$\mathcal{O}$（-5）阶也是$\mathcal{O}$阶。八个探针的组合给出了最严格的约束$1.14\times10^{-8}$，其仅比SKA 2和SK 1-MID-B1组合的$1.34\times10^{-8}$强一点。这表明，在很大程度上，未来的21厘米强度映射…
2021-08-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Calibration of bias and scatter involved in cluster mass measurements using optical weak gravitational lensing
从星系团数量计数的宇宙学推断系统地受到质量校准精度的限制，即经验确定星系团选择观测值和晕质量之间的映射。在这项工作中，我们展示了一种方法来定量确定弱透镜质量校准的偏差和不确定性。为此，我们从流体动力学模拟中提取了一个投影物质密度分布库。考虑到剪切偏置和噪声，光度红移的不确定性，偏心，集群成员污染，集群形态多样性，和视线投影，我们产生了一个库的剪切配置文件。拟合这些配置文件的一个参数模型，我们提取所谓的\emph{weak lensing mass} $M_\text{WL}$。与弱透镜质量的晕质量从重力模拟与流体动力学模拟相同的初始条件，使我们能够估计流体动力学效应对簇数计数实验的影响。为$\sim$ 1000种不同的系统学实现创建新的剪切库，提供弱透镜与晕质量关系的参数分布，反映其系统不确定性。这一结果可以作为宇宙学推论的先验。我们还讨论了内拟合半径对精度的影响，并确定了排除相邻结构信号所需的外拟合半径。我们的方法目前正被应用于不同的Stage~III透镜巡天，并可以很容易地扩展到Stage~IV透镜巡天。
2021-09-20 astro-ph.CO
Three-dimensional wave optics for weak-field lensing of gravitational waves
Abdus Salam Centre for Theoretical Physics, Imperial College（阿卜杜斯·萨拉姆理论物理中心，帝国理工学院）；School of Physics & Astronomy, University of Southampton（南安普顿大学物理与天文学院）；Imperial Centre for Inference and Cosmology (ICIC), Department of Physics, Imperial College（帝国理工学院物理系帝国推断与宇宙学中心）；Department of Physics and Astronomy, University College London（伦敦大学学院物理与天文系）
研究引力波弱场透镜效应，开发微扰格林函数方法，将位置空间积分转化为傅里叶积分，能直接给出三维玻恩近似并扩展到后阶，计算史瓦西透镜相关修正，明确近似有效性范围并提供处理透镜势框架。
2026-07-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Optical Lensing by Axion Stars: Observational Prospects with Radio Astrometry
轴子和类轴子粒子（ALP）是一些最有动机的暗物质（DM）候选者。在某些情况下，早期宇宙中的大轴子波动可以坍缩形成称为轴子团的密集结构。密度轴子团是一种亚稳态，称为介子。在本文中，我们提出了一类新的可观测量，利用轴子的光子耦合。这种耦合的结果是，轴子团的作用就像一种非均匀折射光学介质--透镜--会导致入射电磁波的反常色散。轴子团对电磁波的散射，清楚地将这种透镜效应与引力透镜区分开来。在背景射电源前经过的轴子团块充当透镜，并导致明显的位置偏移，这可能会被即将到来的平方公里阵列（SKA）的高精度射电天体测量任务发现。我们讨论的敏感性SKA透镜效应在各种轴子晕模型。虽然引力微透镜测量对以不发光天体形式存在的DM的数量有很强的限制，但对质量范围为$[10^{-14}, 10^{-11}] M_\odot$的天体却无法做到这一点。我们发现，在很宽的参数空间范围内，SKA将是敏感的光学透镜在质量范围内，目前不受微透镜调查的光子。
2021-05-20 astro-ph.CO hep-ph
Wave Mechanics, Interference, and Decoherence in Strong Gravitational Lensing
本文回顾了引力透镜中的波动力学效应理论，推导了Fresnel-Kirchoff衍射积分，分析了干涉效应可观测的条件及其在提取互补信息中的作用，并探讨了致密低频暂现源对干涉引力透镜前沿的推动。
2023-04-03 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Full-Sky Lensing Reconstruction of 21 cm Intensity Maps
21 cm辐射的弱引力透镜有望成为再电离后物理的重要宇宙学探测。我们使用二次最小方差估计研究了物质密度扰动的重构。下一代的线强度映射（LIM）调查，如HIRAX和CHIME，将覆盖更大的天空部分，这需要考虑天空中的曲率。因此，我们扩展了平面平行平天空形式主义透镜重建占一个全天空调查使用球面傅里叶-贝塞尔（SFB）展开。使用HIRAX 21厘米的调查为基础，我们在我们的形式主义的透镜重建噪声的预测，并比较我们的结果与预测的平面平行形式主义。我们发现协议的平面平行噪声功率谱在小尺度和一个显着的偏差在尺度$L\lesssim \ell_{\rm res}-k_{\rm eq}R$，其中$R$是半径的壳体积，$k_{\rm eq}$是波数的物质辐射平等，和$\ell_{\rm res}$是角分辨率规模。此外，我们推导出的SFB平天空重建噪声，并将其与全天空SFB的情况下，以及平面平行的情况下，发现轻微的偏差，由于球形的全天空噪声。我们还确定，在强度场的非高斯统计的情况下，但占前景，使用我们的SFB估计器的$C_\ell^{ϕϕ}$的信噪比（SNR）增加了107%。这表明，在LIM弱透镜中解释弯曲的天空对于大尺度宇宙学至关重要。
2019-06-13 astro-ph.CO
CSST Strong Lensing Preparation: Cosmological constraints from double-source-plane strong lensing systems in era of CSST
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Science Center for China Space Station Telescope, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台中国空间站望远镜科学中心）；Institute for Astrophysics, School of Physics, Zhengzhou University（郑州大学物理学院天体物理研究所）
CSST时代通过双源平面强引力透镜系统研究宇宙学参数，发现UDF观测中β值较小的系统对宇宙学约束更有效。
2026-01-21 astro-ph.CO
Multiple Lensing of the Cosmic Microwave Background anisotropies
我们研究了引力透镜效应对宇宙微波背景（CMB）各向异性的影响，通过N体数值模拟预测的介入大尺度结构（LSS）分布对原始CMB光子进行了射线追踪，特别关注透镜引起的源平面偏振对应物的精确恢复。我们应用多平面光线追踪和有效的偏转方法的基础上玻恩近似偏转CMB光子的轨迹通过模拟光锥。我们讨论了这两种方法所得到的结果与LSS的非线性演变的CMB温度和偏振功率谱的影响。我们将我们的结果与玻尔兹曼代码中实现的半解析近似进行比较，例如，CAMB。我们表明，与我们目前的N体设置，预测的透镜功率恢复良好的精度在很宽的范围内的多极，而过剩的权力相对于半解析处方观察尺度$\ell \gtrsim 3000$上的透镜电位。我们量化的影响连接到分辨率的N体模拟的分辨率和带宽限制选择合成CMB源平面的数值效应。我们发现这些量是特别重要的B模式偏振功率谱的模拟。
2015-03-02 astro-ph.CO
Weak Lensing with Radio Continuum Surveys
弱引力透镜是宇宙学的一个强有力的探测器，已经成为暗宇宙的一个关键探测器。到目前为止，这门科学主要是在光学波长上进行的。目前升级和未来的无线电设施将提供大大改进的数据，使透镜测量能够在这些较长的波长。在这篇论文中，我展示了像SKA这样的大型设施如何能够产生改变游戏规则的宇宙学测量，即使与未来的光学望远镜相比。我还将讨论如何无线电调查也可以提供独特的方式，其中一些最有问题的系统误差可以减轻通过额外的信息，可以提供的偏振和旋转速度测量的形式。我还将展示重叠的光学和无线电弱透镜调查的优势，以及它们的互相关如何导致更干净的宇宙学信息提取。实现无线电弱透镜的巨大前景的关键是在无线电数据中对星系形状进行适当的测量，无论是从图像还是从可见度数据。最后，我将描述与这一问题有关的关键问题以及为解决这些问题而提出的无线电挑战。
2016-02-24 astro-ph.CO
Constraining Merging Galaxy Clusters with X-ray and Lensing Simulations and Observations: The case of Abell 2146
星系团合并是检验宇宙学和天体物理学模型的有力实验室。然而，解释个别合并集群关键取决于他们的合并配置，由质量，速度，碰撞参量，并合并轴相对于天空平面的方向定义。在这项工作中，我们调查合并参数的影响上的X射线发射集群内介质和引力透镜地图使用一套理想化的模拟二进制集群合并使用的GAMER-2代码。作为一个测试案例，我们专注于模拟子弹头般的合并系统阿贝尔2146，其中深\textit{Chandra} X射线和透镜观测揭示了突出的合并冲击以及质量分布和子结构与此合并集群。我们确定了最有趣的参数组合，并评估各种参数对深\textit{Chandra}和透镜观测所观察到的合并冲击的性质的影响。我们发现，由于引力压缩的集群晕合并过程中，以前的质量估计从弱透镜太高。合并的平面比先前估计的更远离天空平面倾斜，直到距离天空平面$30^\circ$。我们讨论了我们的研究结果的适用性合并星系团的多波长观测和它们的宇宙学和等离子体物理的探针使用。
2021-08-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
Lensing point-spread function of coherent astrophysical sources and non-trivial wave effects
本文提出透镜点扩散函数LPSF以推广有限频率下的相干源透镜图像，刻画几何图像到平滑波动分布的转变，并确定几何光学与微扰波动光学均失效的非平凡频率区间。
2024-10-26 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Acquiring the Lefschetz thimbles: efficient evaluation of the diffraction integral for lensing in wave optics
本文提出基于Picard-Lefschetz理论的高效方法，通过定义流线并改进鞍点获取算法，解决衍射积分振荡难题，为天体物理透镜波动效应研究提供有效工具。
2024-09-19 astro-ph.CO astro-ph.IM
Generalized multi-plane gravitational lensing: time delays, recursive lens equation, and the mass-sheet transformation
我们考虑了广义多平面引力透镜理论的几个方面，其中来自遥远光源的光线受到几个主要偏转器的影响，并且当在主要偏转器之间传播时，还受到宇宙中大尺度物质分布的潮汐引力场的影响。具体来说，我们推导出一个简单的表达式的时间延迟函数在这种情况下，利用一般的形式主义治疗光传播的非均匀时空，导致主透镜平面之间的距离矩阵的表征。应用费马原理，导出了相应的透镜方程的另一种形式，它连接了三个连续的主透镜平面上的碰撞矢量，并证明了这种形式的透镜方程与更标准的透镜方程是等价的。为此，导出了宇宙学距离矩阵的一些一般关系。广义多平面透镜的情况承认一个广义的质量片变换，这对应于均匀各向同性缩放在每个透镜平面，相应的缩放的偏转角，并增加了潮汐矩阵（质量片加上外部剪切）到每个主透镜。我们表明，在所有透镜平面的源的时间延迟的规模与相同的因素下，这种广义的质量片变换，从而排除使用的时间延迟比，以打破质量片变换。
2014-08-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Towards Precision LSST Weak-Lensing Measurement - I: Impacts of Atmospheric Turbulence and Optical Aberration
LSST项目的弱透镜科学需要仔细建模并将仪器伪影与内在透镜信号分离。所有地基望远镜系统学的主要来源是由大气湍流和光学像差调制的PSF的空间相关性。在本文中，我们提出了一个完整的FOV模拟的LSST图像建模的大气和望远镜的光学与最新的数据的望远镜规格和环境。为了模拟大气湍流的影响，我们用现场测量的参数生成了六层相位屏。对于光学，我们结合光线跟踪工具ZEMAX和我们的模拟焦平面数据，以引入逼真的像差和焦平面高度波动。虽然LSST的这种预期的平坦度偏差与其他现有相机相比很小，但LSST光学器件的快速f比使得这种焦平面平坦度变化和由此产生的跨CCD边界的PSF不连续性在我们去除系统中是重大挑战。我们解决这个复杂性，通过执行PCA CCD的CCD，并使用传统的多项式插值的基函数。我们证明，在宇宙学上感兴趣的尺度上，这种点扩散函数修正方案将剩余点扩散函数椭圆率相关降低到10^-7以下。从零测试使用HST/UDF星系图像没有输入剪切，我们验证了星系椭圆度关联函数的振幅，PSF校正后，是一致的散粒噪声设置的有限数量的对象。因此，我们的结论是，目前的光学设计和规范的焦平面组件的准确性是足够的，使弱透镜科学与LSST所需的PSF系统的控制。
2011-03-22 astro-ph.CO astro-ph.IM
Constraining VLBI-optical offsets in high redshift galaxies using strong gravitational lensing
我们提出了一个多波长分析的两个高度放大的强引力透镜星系，类B 0712 +472和类B1608+656，在红移$1.34$和$1.394$，分别使用新的VLBI和档案HST观测。我们重建的位置的无线电和光的发射与他们的不确定性，使用Monte Carlo采样。我们发现在B 0712 +472类中，光辐射和射电辐射在$2\pm5$质量（$17\pm 42$ pc，红移为1.34）内是共空间的。但是，在B1608+656类中，我们重建了一个$25\pm16$质量的光-射偏移（$214\pm137$ pc，红移为1.394），这是在如此高的红移下对活动星系核测量到的最小偏移。光谱特征表明B1608+656是一个合并后的星系，结合本文报道的光学VLBI偏移量，使B1608+656成为一个有希望的候选者高$z$偏移活动星系核。此外，VLBI观测的毫角秒角分辨率与精确的透镜模型相结合，使我们能够在空间上定位的无线电发射在$0.05$质量精度（$0.4$ pc）在CLASS B 0712 +472，和$0.009$质量精度（$0.08$ pc）在CLASS B1608+656。在高红移星系中寻找光射电偏移将因即将进行的天气学全天巡天而变得容易，包括E-ELT和SKA，它们预计将发现$\sim 10^5$强透镜星系，开启一个以高角分辨率观测大型强透镜样本的时代。
2020-03-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Adaptive optics observations of the gravitationally lensed quasar SDSS J1405+0959
利用斯巴鲁望远镜多波段自适应光学对由两个透镜星系产生的复杂引力透镜类星体SDSS J1405+0959进行了观测。这些观测揭示了显著增强的形态细节，导致发现了另一个物体0。26“，以及位于两个透镜星系之间的三个共线团块。这个新物体很可能是第三个类星体图像，尽管不能完全排除它是星系的可能性。如果通过未来的观测得到证实，它将是第一个由两个星系透镜产生的三个图像透镜类星体。在这两种情况下，我们显示基于引力透镜模型和光度红移，共线团块代表合并的类星体宿主星系的一部分，与放大倍数为15 - 20，根据模型。
2014-08-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Discovery of a new fundamental plane dictating galaxy cluster evolution from gravitational lensing
在冷暗物质（CDM）宇宙学中，宇宙中的物体在暗物质引力的作用下生长。当暗物质晕通过引力坍缩形成时，星系团中的团内气体被加热。气体的势能通过这个过程转化为热能。然而，这个过程和气体的热力学历史还没有明确的特点与暗物质晕的内部结构的形成和演化。在这里，我们表明，观测的大质量星系团的CLASH数据位于其特征半径$r_s$，质量$M_s$和X射线温度$T_X$的三维对数空间中的一个平面上，具有非常小的正交散射。紧密的相关性表明，气体温度是在特定的团簇形成时间，这是在$r_s$和$M_s$编码确定。该平面相对于$T_X \propto M_s/r_s$倾斜，这是简化维里平衡情况下预期的平面。我们表明，这种倾斜可以解释的相似性解决方案，这表明集群不是孤立的，而是不断增长，通过物质吸积从他们的外部环境。数值模拟再现了所观察到的平面及其角度。这个结果独立于代码中实现的气体物理学，揭示了这个平面的基本起源。
2018-04-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
