Resolving infall caustics in dark matter halos
在宇宙学N体模拟中，我们发现暗物质粒子组成星系晕的相空间具有明确的细颗粒结构。新近吸积的粒子形成具有高密度对比度的独特速度流。对于固定的观察者位置，这些流导致速度分布的峰值。总体结构接近于二次降落模型中出现的结构。
2012-10-30 astro-ph.GA hep-ph
Perturbation of Gravitational Lensing
引力透镜系统可以被角度接近但距离不同的“流氓系统”扰动。一个质点受到另一个质点的扰动，可以看作是双散射二质点（DSTP）透镜的大分离近似。所得到的有效透镜取决于扰动器是否比主透镜系统更接近或更远离观察者。当扰动体是第一个散射体时，焦散面小于大间距二元透镜的焦散面;当扰动体是最后一个散射体时，焦散面与大间距二元透镜的焦散面相似。模拟星系的引力透镜，除了在不同红移的扰动的常切变外，还需要额外的项。研究了双散射双分布质量透镜。受扰星系的行为就像一个椭圆--或一个质点--因为椭圆质量分布的偶极矩为零。
2009-11-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Testing the Dark Matter Caustic Theory Against Observations in the Milky Way
我们测试一个特定的理论暗物质，其中暗物质轴子形成环“焦散线”在银河系的平面对银河系恒星的实际观测。根据这一理论，具有角动量的冷的、无碰撞的暗物质粒子在薄片上进出银河系。这些流动在最接近银河系中心的位置形成焦散环（在环的位置，流动的密度形式上是无限的）。我们表明，焦散环暗物质理论再现了一个大致对数晕，大扰动附近的环。我们表明，该理论可以合理地匹配所观察到的银河系的旋转曲线。我们探索焦散环的影响矮星系潮汐破裂使用N体模拟。特别是，模拟人马座矮星系潮汐破裂的腐蚀性环晕潜力匹配观测的尾随潮汐尾远至90千秒差距的银河系中心，他们不，但是，匹配领先的潮汐尾。焦散环、NFW或三轴对数晕都不符合所有数据。计算焦散环光环加速度的源代码已在NEMO Stellar Dynamics和Milkyway@home客户端存储库中公开提供。
2015-08-19 astro-ph.GA
Measuring the mass profile of galaxy clusters beyond their virial radius
传统的星系团质量估计假设星系团的组成部分（星系、团内介质和暗物质）处于动态平衡。另外两个不需要这个假设的估算方法在20世纪90年代被提出：引力透镜和焦散技术。利用这些方法，我们可以测量远大于维里半径的半径范围内的团簇质量。在焦散技术中，质量测量仅基于星系团视场中星系的天球坐标和红移;因此，与透镜不同，它原则上可以应用于任何红移的星系团。在这里，我们回顾了焦散方法的起源，基础知识和性能。
2009-01-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the observability of individual Population III stars and their stellar-mass black hole accretion disks through cluster caustic transits
我们总结了全色河外背景光数据，以确定综合近红外表面亮度（SB）的上限，这些亮度可能来自第三族恒星及其恒星质量黑洞（BH）周围可能存在的吸积盘，这些吸积盘位于第一光时期，大致取自z $\simeq$ 7-17。理论预测和最近的近红外功率谱提供了更严格的限制，他们的天空信号。我们概述的物理性质的零金属丰度人口III星MESA恒星演化模型通过氦耗尽和BH吸积盘在z $\gtrsim$ 7。我们假设第二代非零金属丰度恒星可以在更高的多重数下形成，因此BH吸积盘可能由低质量伴星的罗氏瓣溢出供给。我们使用这些近红外SB的限制来计算焦散凌日背后的透镜集群，詹姆斯韦伯太空望远镜和下一代地面望远镜可以观察到的第三人口的恒星和他们的BH吸积盘的数量。典型的焦散放大率可以是$μ$ $\simeq$ 10 $^4$ -10 $^5$，对于$v_{T}$ $\lesssim$ 1000 km s $^{-1}$的星团横向速度，上升时间为小时，下降时间为$\lesssim$ 1年。星团内中等天体的微透镜效应可以改变过境放大率，但延长了可见时间。根据黑洞的质量、吸积盘半径和馈送效率，恒星质量的黑洞吸积盘焦散凌日可能超过第三星族恒星。为了直接观察星族III的焦散凌日，可能需要在十年内监测3-30个到AB $\lesssim$ 29等的透镜状星团。
2018-01-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Substructure Lensing: Effects of Galaxies, Globular Clusters & Satellite Streams
冷暗物质（CDM）模型预测的透镜星系中存在丰富的暗物质亚结构，透镜通量比异常经常被观测到并被作为证据。在以前的工作中，我们研究了尖焦散关系的背景类星体的星系尺度的暗物质晕透镜的多个图像，使用一套高分辨率的N体模拟（宝瓶座模拟）。在这项工作中，我们扩展了我们以前的计算，将重子和弥漫的黑暗成分的透镜晕。我们包括在每个透镜模拟：（1）卫星星系人口来自一个半解析模型应用到宝瓶座晕，（2）一个经验的银河球状星团人口和（3）卫星流（弥漫的黑暗成分）在模拟中确定。考虑到这些额外的组件，我们证实了我们早先的结论，即丰富的内在子结构（暗或亮，绑定或扩散）是不足以解释所观察到的频率尖焦散违反类调查。我们的结论是，所观察到的效果可能是少数统计类，或星系际晕沿视线作为额外的源透镜通量异常的结果。另一种可能性是，这种差异标志着清洁发展机制模式的失败。
2010-07-04 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
Periodic Gravitational Lensing with Oscillating Boson Stars
Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学研究院）；Beijing Normal University（北京师范大学）；Ningbo University（宁波大学）
研究振荡玻色子星的周期性引力透镜效应，通过其振荡径向焦散面产生相关可观测现象，为时域天文学提供独特目标，预测依赖实标量凝聚体动力学，当前测量调查有发现空间，零搜索可限制暗物质相关物体丰度。
2026-07-21 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Three-point galaxy-galaxy lensing as a probe of dark matter halo shapes
提出了一种利用透镜-剪切-剪切三点关联函数测量暗物质晕椭圆率的方法。这种方法是免疫的星系晕错位的影响，可能会限制2点星系星系透镜测量晕各向异性。使用一个简单的模型投影质量分布的暗物质晕，我们构建了一个椭圆估计，总结了所有可能的三角形配置的3点函数。通过应用我们的估计从N体模拟晕，我们发现，系统误差恢复的椭圆率将在<5%的分数水平。我们估计，未来的成像调查，如LSST将有足够的统计数据来检测晕椭圆使用3点透镜。
2014-07-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Universal Analytic Model for Gravitational Lensing by Self-Interacting Dark Matter Halos
该研究提出自相互作用暗物质（SIDM）晕引力透镜的通用解析模型，基于引力热演化普适性校准透镜势，推导偏转角度和表面密度方程，改进深核坍缩区域参数化方法，支持更全面的透镜研究并公开实现代码。
2025-08-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraints on the inner density profile of dark-matter haloes from weak gravitational lensing
我们构造了两种基于弱引力透镜的线性滤波技术来约束暗物质晕密度剖面的内斜率$α$。这两种方法都将所有可用的信息结合到这个单一数字的估计中。在理想化假设下，如果晕圈浓度c已知，则$α$被限制为~15%，如果不知道，则被限制为< 30%。我们认为，不可避免的退化之间的密度剖面斜率和晕浓度不能解除在现实条件下，并显示通过费舍尔矩阵方法的线性组合的$α$和c是最好的约束，我们的过滤透镜数据。这定义了一个新的参数，称为P1，然后将其限制为单个大质量晕的15%。如果许多晕的信号可以叠加，那么它们的密度分布应该被这里提出的线性滤波器很好地约束，其中线性滤波器对集群子结构不敏感。
2010-01-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Deep+Wide Lensing Surveys will Provide Exquisite Measurements of the Dark Matter Halos of Dwarf Galaxies
新的深宽测光透镜巡天的出现将为直接测量矮星系的暗物质晕提供可能性。HSC范围的调查将是第一次具有测量具有log（M*）=8的高信噪比的透镜信号的统计能力。在相同的质量尺度下，LSST将具有最大的整体约束能力，预测SN=200的矮星周围的星系-星系透镜信号的信噪比。由于其成像数据的深度，WFIRST和LSST将最有可能推到log（M*）= 7质量标度以下。用引力透镜研究z=0.1的矮星系的暗物质晕，很快就可以实现了。然而，还需要进一步的工作来开发优化的策略，从这些调查中提取矮星样本，确定红移，并精确测量小径向尺度上的透镜效应。矮透镜效应将是一个新的和强有力的工具，以限制晕质量和内部密度斜率的矮星系和区分重子反馈和修改的暗物质的情况。
2019-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
On the "Lensing is Low" of BOSS Galaxies
最近Leauthaud等人发现，重子振荡光谱巡天（BOSS）星系的小尺度透镜信号比星系-晕联系的标准模型预测的低40%，而标准模型再现了观测到的星系恒星质量函数（SMF）和成团。我们重新审视这样的“透镜是低”的差异进行全面的光环职业分布（HOD）建模的SMF，集群，和透镜的BOSS LOWZ和CMASS样品在普朗克宇宙学。我们允许卫星星系的选择函数作为恒星质量以及晕质量的函数而变化。对于中心，我们假设他们的选择只取决于恒星质量，直接测量的redMapPer中央星系的检测分数。最佳拟合HOD成功地描述了所有三个观测值，而不会过度预测小尺度透镜信号。这表明该模型将BOSS星系置于正确晕质量的暗物质晕中，从而消除了单晕区的差异，其中透镜效应的信噪比最高。尽管存在很大的不确定性，但观测到的超过1 Mpc/h的透镜振幅仍然与预测不一致，然而，普朗克宇宙学通过集群测量的大尺度星系偏差牢牢地锚定了这一预测。因此，我们表明，“透镜是低”的差异尺度低于1兆秒差距/小时，可以完全解决占晕质量依赖的选择函数。在大尺度上需要提高精度的透镜测量，以区分普朗克偏差和星系晕连接的非线性效应。
2020-10-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Microlensing of Extremely Magnified Stars near Caustics of Galaxy Clusters
最近在宇宙学距离上对透镜星系的观测发现，当穿过透镜星系团的焦散线时，个别恒星被极度放大。在质量分布平滑的理想化星团透镜中，半径为$R$的恒星的两个图像接近焦散时变亮为$t^{-1/2}$，并在临界曲线上合并之前达到峰值放大率$\sim 10^{6}\, (10\, R_{\odot}/R)^{1/2}$。我们发现，质量分数（$κ_\star \gtrsim \, 10^{-4.5}$）在微透镜不可避免地破坏了平滑的焦散成一个网络的波纹微焦散，并产生光变曲线与众多的峰值。使用解析计算和数值模拟，我们推导出网络的特征宽度，苛性交叉频率，和峰值放大率。对于最近的检测和人口的星团内的恒星与$κ_\star \sim 0.01$的透镜参数，我们发现一个源平面宽度为$\sim 20 \, {\rm pc}$的焦散网络，它跨越$0.2 \, {\rm arcsec}$的图像平面上。一颗源星需要$\sim 2\times 10^4$年才能穿过这个宽度，总共有$\sim 6 \times 10^4$穿越，每一次持续$\sim 5\,{\rm hr}\,(R/10\,R_\odot)$，典型的峰值放大率为$\sim 10^{4} \left( R/ 10\,R_\odot \right)^{-1/2}$。焦散线交叉事件对透镜质量分布粒度的敏感性使它们成为暗物质成分的理想探针，例如致密晕天体和超轻轴子暗…
2017-11-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Implications of triangular features in the Gaia skymap for the Caustic Ring Model of the Milky Way halo
银河系的盖亚地图揭示了在银河系中心相对两侧几乎对称的位置上的一对三角形特征。在本文中，我们探讨这些功能的影响，假设他们是一个焦散环的表现形式的暗物质分布的银河系晕。焦散环模型预言了一系列这样的环的存在。该模型的相空间分布是由轴子或类轴子粒子的再热玻色-爱因斯坦凝聚体获得的。我们证明尘埃是由冷轴子流重力携带的，并提出这一点作为三角形特征尖锐性的解释。这些特征的位置意味着我们在地球上比根据前盖亚观测所认为的更接近第五焦散环。我们很可能是在它的三尖形截面内。在这种情况下，地球上的暗物质密度由四个冷流主导，称为大，小，上和下。如果我们在三尖锥截面之外，地球上的暗物质密度由两股冷流主导，大的和小的。我们使用盖亚地图中的三角形特征，和IRAS地图中的匹配特征，来估计四个局部主导流的速度矢量和密度。
2021-06-08 astro-ph.GA hep-ph
Plasma lensing modeling of substructures on pulsar scintillation screens
South-Western Institute for Astronomy Research (SWIFAR), Yunnan University（云南大学西南天文研究所）
本文通过等离子体透镜模型研究脉冲星偏振屏上的亚结构特性，揭示了外caustic和内caustic对亚结构参数的约束作用，并强调多epoch观测对确定离散透镜形态的重要性。
2026-04-13 astro-ph.GA
Shapes and alignments of dark matter haloes and their brightest cluster galaxies in 39 strong lensing clusters
利用哈勃前沿场（HFF）、哈勃星系团透镜与超新星巡天（CLASH）和再电离透镜星系团巡天（RENIONationationationLensingClusterSurvey，RICS）中的39个大质量星系团，研究了45个暗物质（DM）晕及其最亮星系团（BCGs）的形状和排列。我们通过强引力透镜测量DM晕的形状，而BCG形状来自于哈勃太空望远镜图像中的光剖面。我们的测量从大样本的大质量星系团在这里提供了新的限制暗物质和集群天体物理学。我们发现，DM晕平均高度拉长，平均椭圆率为$0.482\pm 0.028$，DM晕和它们的BCG的主轴位置角趋于与排列角的平均值$22.2\pm 3.9$度一致。我们发现，DM晕在我们的样品中平均比它们的BCG更细长，它们的椭圆度的平均差为$0.11\pm 0.03$。相比之下，地平线AGN宇宙流体动力学模拟预测DM晕和它们的中央星系之间的平均相似的椭圆率。虽然观测和模拟之间的这种差异可以很好地解释为它们的晕质量尺度的差异，但其他可能性包括强透镜测量固有的偏差，重子物理学的有限知识，或冷暗物质的限制。
2020-05-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Caustic fringes for wave dark matter
本文研究了波暗物质在caustics附近的波干涉效应，通过数值模拟验证了Airy函数描述的条纹模式，并推导了条纹分离度与暗物质质量及晕参数的关系。
2025-12-11 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Method for detecting a boson star at Sgr A* through gravitational lensing
对银河系中心的Sgr A* 区域的观测证实了在一个小体积中存在大量物质，导致了那里存在黑洞的共识。然而，动力学观测不能排除玻色子星的存在，玻色子星是一种由标量粒子组成的紧凑物体，因为这两个物体都比当前观测约束的尺度要紧凑得多。虽然在银河系中心的玻色子星是不利的一些理论考虑，我们概述了第一个测试，可以直接观察玻色子星。我们通过研究银河系中心玻色子星假设下S星的强引力透镜来实现这一点。玻色子星具有扩展的质量分布，并且对电磁辐射透明，从而产生径向焦散曲线。我们计算了恒星穿过这些径向焦散线所形成的图像的亮度，并表明玻色子星会产生比具有类似质量的黑洞更明亮的图像，并且这些图像将很容易明亮到足以被即将到来的仪器检测到。
2013-01-08 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Asymmetric Surface Brightness Structure of Caustic Crossing Arc in SDSS J1226+2152: A Case for Dark Matter Substructure
利用哈勃太空望远镜观测资料，研究了位于$z_s=2.93$的一个恒星形成星系穿过星系团SDSS J1226+2152（$z_l=0.43$）的透镜焦散线所形成的高度放大的弧SGAS J122651.3+215220。我们报告在弧几个不对称的表面亮度功能，其角间距是一个弧秒的一小部分，从透镜临界曲线，似乎是高度，但不平等地放大图像对底层紧凑的来源，与一个最明亮的一对具有明确的不对称性始终在四个过滤器。放大率不相等的一个解释是星团内恒星的微透镜效应，它在透镜星系中的单个或成组的源星的图像中引起独立的通量变化。第二种可能性是，望远镜看不到的星系团内的暗物质暗晕有效地干扰了临界曲线附近的透镜放大率，并产生了持续不相等的图像对。我们的模型表明，至少对于最突出的识别图像对，微透镜假设是在紧张的情况下，在六年的基线上没有显着的不对称变化，而$\sim 10^6$ -$10^8\,M_\odot$的subhalos预计从冷暗物质的结构形成通常会产生固定的和相当大的不对称性。我们判断，在额外的时间和更精确的镜头模型的观察是必要的，严格约束时间的变化和鲁棒区分两种解释。这项研究下的弧是詹姆斯·韦伯太空望远镜主任的自由裁量早期释放科学计划的预定目标，该计划将提供深度图像和具有积分场光谱的高分辨率视图。
2020-05-12 astro-ph.GA
Galaxy Halo Masses from Weak Gravitational Lensing
在这篇综述中，我将讨论利用星系-星系弱透镜测量来研究星系所处的暗物质晕的质量。在总结了如何弱引力透镜测量可以解释晕质量方面，我回顾测量，用于推导光学星系质量示踪剂，如恒星质量或光度，和暗物质晕质量之间的关系。在过去的十年中，对星系-星系透镜效应的测量已经导致对暗物质晕质量和光学质量示踪剂之间联系的越来越严格的限制，包括这些量之间的平均关系和它们之间的内在散射。我还回顾了一些可能使分析复杂化的因素，例如建模过程的选择，以及在分割透镜星系样本时所做的选择。
2014-10-03 astro-ph.GA
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
Time Delay of Light in the Gravitational lensing of Supermassive Black Holes in Dark Matter Halos
本研究探讨了暗物质晕对星系中心超大质量黑洞引力透镜光时延的影响，通过数值计算NFW等四种暗物质晕模型，发现暗物质晕能显著增强光时延，且该效应在小尺度、大质量下更显著。
2024-08-11 astro-ph.GA gr-qc
Three microlensing planets with no caustic-crossing features
我们寻找微透镜行星的信号表现出没有苛性交叉功能，考虑到这种信号可能会被错过，由于其微弱和无特征的性质。为此，我们重新审视了2019赛季之前KMTNet调查发现的透镜事件。从这次调查中，我们发现了两个新的行星透镜事件，KMT-2018-BLG-1976和KMT-2018-BLG-1996。我们还介绍了行星事件OGLE-2019-BLG-0954的分析，其中行星信号是已知的，但以前没有详细的分析。我们通过检查各种可能在透镜光变曲线中产生短期异常的解释来确定行星信号的不确定性。根据在可用观测值约束下进行的贝叶斯分析，我们发现KMT-2018-BLG-1976 L的宿主和行星质量为$(M_1, M_2)\sim (0.65~M_\odot, 2~M_{\rm J})$，KMT-2018-BLG-1996 L的$\sim (0.69~M_\odot, 1~M_{\rm J})$，OGLE-2019-BLG-0954 L的$\sim (0.80~M_\odot, 14~M_{\rm J})$。到OGLE-2019-BLG-0954 L的估计距离为$3.63^{+1.22}_{-1.64}$ ~kpc，表明它位于星盘中，根据质量和距离预期的亮度与混合的亮度匹配良好，表明透镜占混合通量的大部分。OGLE-2019-BLG-0954的镜头可以通过在2024年及之后进行高分辨率的后续观测来从源中解析出…
2021-04-13 astro-ph.EP astro-ph.GA
Gravitational lensing study of cold dark matter led galactic halo
在这项工作中的时空几何的晕区的旋涡星系考虑到所观察到的平坦的银河系旋转曲线的功能，调用Tully-Fisher关系，并假设存在冷暗物质在星系中。将这样得到的时空作为引力透镜进行引力透镜分析。研究发现，上述时空引力透镜理论可以一致地解释星系-星系弱引力透镜观测和著名的Abell 370星系团的引力透镜观测。
2021-07-14 astro-ph.GA gr-qc
Testing DM halos using rotation curves and lensing: A warning on the determination of the halo mass
有两个星系的观测可以提供一些洞察暗物质（DM）的性质，即旋转曲线和引力透镜。虽然第一个可以用牛顿极限来研究，第二个是完全相对论的。每一个单独不能确定DM的性质，但两者一起给我们这个开放的问题的关键信息。在这项工作中，我们使用一个静态的和球对称的度规模型DM晕在一个星系或星系团。度规包含两个自由函数，一个与质量分布有关，另一个与引力势有关。我们使用银河系，典型的旋转曲线，以明确地确定晕的运动学。我们分别计算了一个完美流体和一个标量场的质量函数，并证明了这两个模型可以拟合的意见，虽然有不同的质量。然后，我们采用透镜来区分这些模型。该程序代表使用两种测量方法对模型进行测试：旋转曲线和透镜效应。
2010-06-24 astro-ph.GA gr-qc
Gravitational Lensing by Black Holes
我们回顾了黑洞对引力透镜的理论研究，并讨论了现实观测的前景。我们将首先讨论球对称黑洞的透镜效应，在这种情况下，以最清楚的方式出现了无限序列的高阶象。然后我们将考虑黑洞自旋的影响，形成巨大的高阶焦散线和多重图像。最后，我们将考虑黑洞透镜观测的前景，从恒星源和吸积盘上的斑点的二次图像的检测到铁K线的解释和黑洞阴影的直接成像。
2010-04-15 astro-ph.GA gr-qc
