Constraining Proper Motion of Strongly Lensed Eccentric Binary Mergers using Doppler Triangulation
本文利用多普勒三角测量法，通过透镜化偏心双星并合引力波信号的相位差，约束引力波源的本动运动，并探讨了下一代观测站对此类源的观测前景。
2025-01-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
Caustics of $1/r^n$ binary gravitational lenses: from galactic haloes to exotic matter
研究了由引力势按$1/r^n$衰减的两个物体组成的二元引力透镜的焦散拓扑。对于$n<1$，这对应于像奇异等温球那样的幂律尘埃分布。$n>1$状态可以通过一些能量条件的违反来获得，一个著名的例子是埃利斯虫洞。引力透镜提供了一个自然的舞台来区分和识别我们宇宙中的这些奇异物体。我们发现，仍然有三个拓扑焦散在标准史瓦西二元透镜，主要的新颖性来自二次焦散的密切的拓扑结构，这成为巨大的更高的$n$。在用数值方法绘制焦散线后，我们推导出了大量的分析公式，这些公式在所有极限下都有助于对问题的数学进行更深入的了解。我们的研究有助于更好地理解星系团中的星系透镜现象以及复杂系统中奇异物质的独特特征。
2016-03-07 astro-ph.CO gr-qc
Constraining galaxy properties with complete samples of lenses
本研究模拟类Euclid巡天的强透镜完整样本，发现仅50平方度的巡天即可打破恒星初始质量函数与暗物质密度内斜率的简并，以3.5%和10%的精度分别约束暗物质斜率与恒星质量比，彰显完整透镜样本的约束潜力。
2024-06-24 astro-ph.CO
Taking Inventory of the Most Promising Lensed Radio Sources for Constraining Fundamental Properties of Dark Matter
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
本文探讨了如何利用强引力透镜射电源来约束暗物质的基本性质，通过分析现有射电和光学调查数据，提出了一种新的方法来扩展未来暗物质研究的潜在后续样本，并讨论了该样本的完整性。
2026-05-19 astro-ph.CO
Bayesian approach to gravitational lens model selection: constraining H_0 with a selected sample of strong lenses
贝叶斯模型选择方法提供了一个自洽的概率框架来测试给定一组数据的竞争场景的有效性。我们提出了一个案例研究应用强引力透镜参数模型。我们的目标是选择一个均匀的透镜子样本适合宇宙学参数推断。为此，我们应用贝叶斯因子分析的合成目录的500个镜头与幂律的潜力和外部剪切。为了简单起见，我们专注于双像透镜（模拟样本中透镜的最大比例），并选择一个子样本，天体测量和时间延迟提供了一个简单的幂律模型描述的有力证据。通过似然分析，我们恢复的哈勃常数的输入值在3σ统计不确定性。我们将这种方法应用于一个双像透镜类星体的样本。在B1600+434、SBS 1520+530和SDSS J1650+4251的情况下，贝叶斯因子分析有利于具有高统计显著性的简单幂律模型描述。在平坦的\LambdaCDM宇宙学假设下，对这类系统的组合似然数据分析给出了忽略透镜模型参数、宇宙物质密度和观测误差在图像角位置上的一致传播后的哈勃常数H_0=76+15-5 km/s/Mpc。下一代宇宙结构巡天将提供更大的透镜数据集，这里描述的方法对于选择适用于执行无偏宇宙学参数推断的均匀透镜子样本特别有用
2013-02-12 astro-ph.CO
Demagnifying gravitational lenses toward hunting a clue of exotic matter and energy
我们研究的引力透镜模型的灵感来自修改后的引力理论和奇异的物质和能量。我们研究了一个渐近平坦的，静态的，球对称的时空，以这样一种方式修改的时空度规依赖于距离的倒数的权力，积极的$n$在弱场近似。分析和数值计算表明，要获得缩小率，光源离透镜物体的角位移存在一个下限。在大$n$近似下，只要源位置$β$和功率$n$满足以爱因斯坦环半径为单位的$β> 2/(n+1)$，缩小引力透镜就可能出现。不寻常的是，透镜图像的总放大率，尽管它们是由引力引起的，可能小于1。因此，时间对称的缩小部分在数值光变曲线的引力微透镜（F.阿部，天体物理学。J. 725，787，2010）可能是埃利斯虫洞的证据（作为可穿越虫洞的一个例子），但他们并不总是证明这一点。这种光的引力缩小可能被用来寻找奇异物质和能量的线索，这些物质和能量由比埃利斯虫洞更普遍的状态方程描述。对$n=3$和10种情况的数值计算表明，当光源位置分别为$β\sim 1.1$和$β\sim 0.7$时，$\sim 10$和$\sim 60$的光损耗百分比最大。
2013-01-16 astro-ph.CO gr-qc
Constraining the lensing of binary black holes from their stochastic background
引力波与电磁辐射一样，也会受到引力透镜的影响。然而，迄今为止，尚未报告明确观察到晶状体GW瞬变。另外，GW观测站继续寻找由许多高红移瞬变事件产生的随机GW信号。我们利用了一个令人惊讶的连接之间的透镜的个别瞬态和限制的背景辐射产生的未解决的人口的二进制背孔合并：我们表明，它约束的分数个别可分辨透镜的二进制黑洞小于$\sim 4\times 10^{-5}$在目前的灵敏度。我们澄清现有的解释，低红移GW观测（假设没有透镜）在其明显的透镜红移和群众，并探讨在未来的敏感性GW天文台的约束。根据我们的研究结果，最近声称的观测透镜事件统计不利。
2020-12-23 astro-ph.CO gr-qc
An Atlas of Predicted Exotic Gravitational Lenses
宽视场光学成像测量将包含数万个新的强引力透镜。其中一些将具有新的和不寻常的图像配置，因此将使新的应用成为可能：例如，具有高图像多重性的系统将允许更详细地研究星系和星系群的质量分布，同时需要高放大率来超分辨高红移宇宙中最微弱的物体。受一组六个不寻常的透镜系统[包括五个选自斯隆透镜ACS（SLACS）和强透镜遗产（SL2S）调查，加上集群阿贝尔1703]的启发，我们考虑了几种类型的多组分，物理动机的透镜潜力，并使用光线跟踪代码“glamroc”来预测异国情调的图像配置。我们还研究了星系源的轮廓和大小的影响，并使用现实的来源来预测可观察到的放大率和估计非常近似的相对横截面。我们发现，透镜星系与错位磁盘和凸起产生燕尾和蝴蝶的灾难，可观察到的“破碎”爱因斯坦环。双星或合并星系显示椭圆脐灾难，导致一个不寻常的Y形配置的4个合并的图像。虽然不是可能的最大放大配置，但它提供了绘制局部小尺度质量分布的可能性。我们估计这些奇异的星系尺度透镜的近似丰度为每个全天巡天约1个。在更高质量的系统中，预期会有广泛的焦散结构，正如在许多集群透镜系统中已经看到的那样。我们将Abell 1703中的中心环及其反像解释为“双曲脐”配置，总放大率约为100（取决于源的大小）。这种配置的丰度估计也是每个全天巡天约1个。
2009-11-11 astro-ph.CO
Constraining broad photon spectrum injections from exotic and astrophysical sources
本文研究宇宙不同时期幂律型宽光子谱注入的演化，利用多种宇宙学探针约束其参数空间，并通过衰变粒子模型推广到模型无关的红移幂律注入，为天体物理与奇异源研究提供基准。
2023-09-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining resonant dark matter self-interactions with strong gravitational lenses
本文提出利用四重成像类星体观测约束具有长程力的自相互作用暗物质模型，通过共振特征影响核心坍缩时间尺度，并给出最强约束，开辟了探索SIDM理论的新途径。
2023-05-08 astro-ph.CO hep-ph
Predisposition of galaxy clusters to producing exotic hyperbolic umbilic lensing configurations
Univ Lyon, Univ Lyon1, Ens de Lyon, CNRS, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon UMR5574（里昂大学）；University of Hertfordshire（赫特福德大学）；Durham University（杜伦大学）；Indian Institute of Science（印度科学学院）；University of Hawaii（夏威夷大学）
本研究通过参数化星系团质量模型，量化了奇异双曲脐点透镜构型的产生概率，发现椭圆率与爱因斯坦半径或尖度参数组合能有效区分高奇异体积系统，并估计观测19个星系团有90%概率探测到至少一个奇异系统。
2026-07-01 astro-ph.CO
Exotic Image Formation in Strong Gravitational Lensing by Clusters of Galaxies -- III: Statistics with HUDF
本文研究了用哈勃前沿场（HFF）团簇模拟的哈勃超深场（HUDF）强透镜图像中点奇点（燕尾和脐点）附近的成像。在这项工作中，我们只考虑了HUDF区域中近一半的最亮源（总共5271个）。对于每个HFF集群，我们构建了11个强透镜HUDF的实现，其中集群中心在HUDF的中心区域内进行任意平移和任意旋转。在这些实现中的每一个中，我们在视觉上识别对应于不同点奇点的特征/奇异图像形成。我们发现，我们目前的结果是一致的，我们以前的结果基于不同的方法。我们还研究了这些异国情调的图像形成的时间延迟，并将其与典型的五个图像的几何形状。我们发现，在异国情调的图像形成的典型的时间延迟是一个数量级小于一个通用的五图像几何的典型的时间延迟。
2021-07-26 astro-ph.CO
Constraining dark matter halo properties using lensed SNLS supernovae
本文利用超新星Ia的引力放大率来测量暗物质晕的性质。单个Ia超新星的放大率可以用观测到的前景星系的性质和暗物质晕模型来计算。我们将星系的暗物质晕模型化为具有速度色散和截断半径的截断奇异等温球，并服从光度相关标度律。从超新星遗产巡天（SNLS）的前3年中，在红移范围为0.2 < z < 1的175个超新星Ia的均匀选择的样本被用来约束与前景星系相关的暗物质晕模型。最佳拟合的速度色散标度律与星系-星系透镜测量结果吻合得很好。我们进一步发现，被动星系和恒星形成星系的速度色散的归一化分别与经验的Faber-Jackson和Tully-Fisher关系是一致的。如果我们不对这些关系进行归一化，我们发现在92%的置信水平下，数据更倾向于引力透镜。使用最近的尘埃消光模型，我们推断，这种影响对我们的结果是非常小的。我们还研究了超新星Ia由于引力透镜引起的亮度散射。引力透镜散射近似正比于超新星Ia的红移。我们发现比例常数为B = 0.055 + 0.039 - 0.041 mag（在95%的置信水平下B < 0.12 mag）。如果这个模型是正确的，透镜效应对超新星Ia的内在亮度散射的贡献对于SNLS样本来说是很小的。
2010-02-06 astro-ph.CO
Constraining the parameters of an isolated neutron star using the lensed HI signal at uGMRT
本研究利用uGMRT不同频段上经孤立中子星强引力透镜放大的HI信号，提出基于信噪比估计中子星位置与大小的方法，并探讨多信使交叉验证前景。
2024-07-22 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmic Chronometers: Constraining the Equation of State of Dark Energy. II. A Spectroscopic Catalog of Red Galaxies in Galaxy Clusters
本文给出了用凯克一号望远镜上的LRIS仪器在红移0.17 < z < 0.92范围内获得的24个星系团中（大部分）红星系的光谱表。在这里，我们描述的观测和星系光谱，包括发现的三个cD星系的LINER发射光谱，和光谱发现的四个新的星系星系透镜在集群环境。
2009-07-18 astro-ph.CO
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
Exotic Image Formation in Strong Gravitational Lensing by Clusters of Galaxies -- IV. Elliptical NFW Lenses and Hyperbolic Umbilics
本研究详细分析了椭圆NFW透镜中双曲脐点成像的放大率关系，发现其对椭圆率敏感，且亚结构会增加散布，可用于探测星系团晕中的亚结构。
2023-10-15 astro-ph.CO
Hubble Asteroid Hunter: II. Identifying strong gravitational lenses in HST images with crowdsourcing
哈勃太空望远镜（HST）档案构成了丰富的高分辨率图像数据集，可用于挖掘强引力透镜。虽然许多HST计划专门针对强透镜，但它们也可以在其他HST观测中巧合地出现。我们的目标是在欧空局哈勃太空望远镜档案（eHST）近二十年的图像中识别非目标强引力透镜，而无需事先选择透镜属性。我们在哈勃小行星猎人（HAH）公民科学项目中使用众包来识别强透镜，以及小行星的踪迹，在公开的大视场HST图像中。我们对公民科学家标记为强力镜片的2354个物体进行了目视检查，以清洁样本并识别真正的镜片。我们报告了252个强引力透镜候选者的探测，这些候选者不是HST观测的主要目标。其中198个是新的，以前没有其他研究报告，包括45个A级，74个B级和79个C级。大多数是星系-星系结构。新发现的透镜平均比以前的HST搜索暗1.3等。这种具有高分辨率HST成像的强透镜样品非常适合光谱学的后续研究，用于透镜建模和科学分析。本文提出了一个公正的搜索镜头，这使我们能够找到各种各样的镜头配置，包括异国情调的镜头。我们展示了众包在视觉上识别强镜头的力量以及探索大型档案数据集的好处。这项研究显示了将众包与人工智能相结合用于未来大规模调查（如ESA未来的Euclid任务或JWST档案图像）中强透镜检测和验证的潜力。
2022-07-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining Cosmology with Double-source-plane Strong Gravitational Lenses from the AGEL Survey
本文利用 AGEL 巡天中的双源面强引力透镜 AGEL0353 推断宇宙学约束，结合另外两个 DSPLs 提高了暗能量状态方程参数 $w$ 的精度，并与 CMB 测量互补，展示了 DSPLs 作为宇宙学探针的潜力与未来观测需求。
2025-11-04 astro-ph.CO
A Geometric Probe of Cosmology: I. Gravitational Lensing Time Delays and Quasar Reverberation Mapping
我们提出了一种新颖的、纯粹的几何宇宙学探测，该探测基于对有限源效应导致的强透镜类星体图像之间的差分时间延迟的测量。我们的方法是完全依赖于宇宙学通过角直径距离的比率，图像分离，和源的大小。因此，它完全避免了传统上限制时间延迟宇宙学的透镜建模的挑战，而是需要类星体宽线区域的透镜混响映射。我们表明，差分时间延迟是可测量的短节奏的光谱监测透镜类星体，通过运动学确定的功能广泛的发射线内的时间。这提供了一个几何确定的角直径距离比互补的标准探头，因此是一个潜在的强大的新方法约束宇宙学。
2019-12-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Strong Gravitational Lens Statistics using the Herschel-ATLAS
在大型巡天中识别强引力透镜体历来是一项相当耗时的工作。赫歇尔天文物理太赫兹大面积巡天（Herschel-ATLAS）的早期数据表明，使用简单的通量标准可以有效地识别亚毫米波长的透镜。受这一发展的推动，这项工作考虑了已经和将要被赫歇尔-阿特拉斯发现的强引力透镜系统的统计特性。镜头统计的分析模型进行了测试，目前最好的估计各种模型成分。这些包括宇宙学参数，质量函数和透镜密度分布，我们认为奇异等温球（SIS）和Navarro，Frenk & White（NFW）近似。在Herschel-ATLAS科学演示阶段中识别的五个透镜表明SIS密度分布是优选的，但是还不能将Ω_Λ约束到与其他方法相当的精度。完整的Herschel-ATLAS数据集应该足以产生对Ω_Λ的竞争约束。虽然这一巨大数量的透镜在约束宇宙学参数方面具有巨大的潜力，但它们在约束天体物理过程中的不确定性方面将是最强大的。需要进一步调查，以充分利用这一前所未有的数据集。
2012-06-21 astro-ph.CO
Two families of elliptical plasma lenses
等离子体透镜是由于自由电子在星际介质中折射的低频电磁射线。虽然这种现象与引力透镜有明显的相似性，特别是在数学描述上，等离子体透镜引入了其他额外的特征，如波长依赖性，径向而不是切向图像失真，以及背景源的强烈缩小。等离子体透镜的轴对称模型已经在文献中得到了很好的研究，但是具有更复杂形状的密度分布可以提供新的和奇异的图像配置，并增加放大特性的丰富性。作为对非轴对称分布的第一步，我们研究了两个家庭的椭圆等离子体透镜，软化幂律和指数等离子体分布。我们对每个透镜模型进行数值研究，并将其呈现在参数空间上。除了推导椭圆等离子体透镜公式，我们还调查的临界曲线的数量，透镜可以通过研究透镜参数空间，特别是依赖于透镜的椭圆率。我们发现在等离子体分布中引入椭圆率可以增强等离子体的透镜效应以及放大图的复杂性。
2019-07-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining SIDM with halo shapes: revisited predictions from realistic simulations of early-type galaxies
我们研究了自相互作用暗物质（SIDM）和重子对早型星系（ETG）形状及其暗物质晕的影响，并将其与冷暗物质（CDM）方案的预测进行了比较。我们使用五个流体动力学放大模拟的晕托管ETG（$M_{\rm vir}\sim 10^{13}M_{\odot}$和$M_{*}\sim10^{11}M_{\odot}$），模拟CDM和SIDM模型与恒定截面的$σ_T/m_χ= 1\ \mathrm{cm}^2 \mathrm{g}^{-1}$。我们测量的三维和投影形状的暗物质晕和重子的内容，使用惯性张量和比较我们的测量结果的三个$HST$样本的引力透镜和$Chandra$和$XMM-Newton$ X射线观测。我们发现，重子的列入大大减少了CDM和SIDM之间的差异，以及根据形状绘制约束的能力。透镜测量拒绝CDM暗物质模拟的预测，更喜欢的水文方案之一。当我们考虑透镜的总样本时，观测数据更倾向于CDM水力情景。X射线发射气体的形状与两次水力运行的观测结果一致，CDM预测只有在非常中心才有更高的伸长率。与以前在椭圆星系尺度上的说法相反，我们得出结论，一旦我们在模拟中包括重子，CDM和我们的SIDM模型仍然可以解释观察到的形状。我们的研究结果表明，这是必不可少的，以获得现实的限制，新的模拟需要确认和扩展我们的研究结果。
2022-09-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining exotic high-$z$ reionization histories with Gaussian processes and the Cosmic Microwave Background
本研究利用高斯过程结合Planck CMB数据，无模型依赖地重构宇宙再电离历史，复现标准低红移再电离并严格约束高红移额外再电离，定义新参数τ_highz约束奇异能量注入场景，且代码数据公开。
2025-10-22 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Axion-like Particles through Multi-epoch Monitoring of Strong Gravitational Lenses
Universität Bielefeld（比勒费尔德大学）；Deutsches Zentrum für Astrophysik（德国天体物理中心）；Thüringer Landessternwarte（图林根州立天文台）；Max-Planck-Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）；High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构）；The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)（高级研究院）
通过强引力透镜多时段观测，研究者利用差异双折射约束轴子类粒子的耦合常数，改进了现有约束水平。
2026-09-01 astro-ph.CO
Constraining the abundance of primordial black holes with gravitational lensing of gravitational waves at LIGO frequencies
受到引力透镜作用的双黑洞发出的引力波会被视线上的小微透镜扭曲。具有几十个太阳质量的质量并且接近透镜平面中的临界曲线的微透镜可以引入几毫秒的时间延迟。这样的时间延迟将导致引力波中独特的干涉图案，可以用目前的实验（如LIGO/Virgo）测量。我们认为，作为微透镜的原始黑洞与5和50太阳质量之间的质量的特殊情况。我们研究了构成暗物质的一部分的原始黑洞的人口的影响，并包含在一个宏观透镜（星系或集群），在引力波，被透镜的宏观透镜加微透镜的组合效应。我们发现，在所观察到的GW事件的典型放大率，在紧凑的微透镜，如原始黑洞的形式，暗物质的分数，可以被限制到百分之一的水平。类似地，如果一小部分暗物质以几十个太阳质量的微透镜的形式存在，在足够大的放大倍数下，所有的引力波都将显示出干涉效应。这些效应可能会对推断的参数产生影响。该效应对于具有负奇偶性的宏图像更重要，其通常在具有正奇偶性的宏图像之后到达。
2019-11-13 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Gravitational lenses in hydrodynamical simulations
研究流体动力学模拟中重子物理对引力透镜预测的影响，发现重子存在显著改变椭圆星系结构和子haloes内部密度斜率，强调未来模拟需建模重子与替代暗物质相互作用以修正现有约束。
2023-11-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining super-critical string/brane cosmologies with astrophysical data
我们讨论了非常规的暗能量模型与高红移超新星、遥远星系和重子振荡的数据的拟合。这些模型是基于膜宇宙学或刘维尔弦，其中弛豫暗能量是由一个滚动的量子场（Q-宇宙学）。这种宇宙学的特点是可能存在有效的四维负能量尘埃和/或暗物质的奇异尺度。我们发现了当前时代负能量尘埃的证据，以及对能量密度的外来标度（a^{-delta}）贡献的证据，delta = 4，这可能是由于暗物质与Q宇宙学模型中的介子耦合。我们的结论是，Q-宇宙学适合的数据同样很好的LambdaCDM模型的参数范围内，一般预期从理论上考虑。
2009-09-28 astro-ph.CO
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
Signed magnification sums for general spherical lenses
众所周知，质量透镜系统的有符号放大率之和是不变的。本文讨论了一般球面透镜模型的有符号放大率和，包括奇异等温球、Schwarzschild透镜和Ellis虫洞，其中Ellis虫洞是Morris-Thorne类可穿越虫洞的一个例子。我们表明，符号放大和是一个非常有用的工具来区分奇异透镜对象。例如，我们表明，可以区分埃利斯虫洞的史瓦西透镜与有符号的放大总和。
2012-12-27 astro-ph.CO gr-qc
The Hubble constant from eight time-delay galaxy lenses
我们提出了一个确定的哈勃常数的联合，自由形式的分析，8强，四倍透镜系统。在和谐宇宙学中，我们找到了精确度为$4.97\%$的$H_0 = 71.8^{+3.9}_{-3.3}\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}\,\mathrm{Mpc}^{-1}$。这与Ia型超新星和普朗克观测的宇宙微波背景的最新测量结果一致。我们的精度较低，这些和其他最近的时间延迟宇宙学测定相比，因为我们的建模策略反映了系统的不确定性透镜退化。此外，我们能够找到合理的透镜图像重建约束的$H_0$的本地和早期宇宙测量值。这使我们得出结论，目前对$H_0$的透镜约束还不足以打破宇宙学的“哈勃张力”问题。
2021-02-19 astro-ph.CO
Investigating the Dark Energy Constraint from Strongly Lensed AGN at LSST-Scale
Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Department of Physics, Stanford University（斯坦福大学卡弗里粒子天体物理与宇宙学研究所）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Institute for Particle Physics and Astrophysics, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院粒子物理与天体物理研究所）；Department of Astronomy, University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校天文学系）；Institute of Cosmology and Gravitation, University of Portsmouth（朴茨茅斯大学宇宙学与引力研究所）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理学研究所）；Department of Astronomy and Astrophysics, University of Chicago（芝加哥大学天文学与天体物理学系）；Center for Astronomy, Space Science and Astrophysics, Independent University, Bangladesh（孟加拉国独立大学天文学、空间科学与天体物理中心）；Department of Physics and Astronomy, Stony Brook University（纽约州立大学石溪分校物理与天文学系）
研究利用强引力透镜AGN的时间延迟宇宙学方法，通过可扩展分层推理工具模拟LSST样本，探讨其对暗能量的约束能力，发现扩展样本、改进观测策略及考虑红移配置可提升约束效果。
2026-07-15 astro-ph.CO
How black hole mimickers and Shapiro-free lenses signal effective dark matter
研究表明 aether-scalar-tensor 理论中存在黑洞模拟体和无 Shapiro 透镜，可通过引力波、阴影成像及透镜事件揭示有效暗物质信号。
2025-06-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Constraining cosmological parameters from strong lensing with DECIGO and B-DECIGO sources
长期以来，引力透镜一直被用来测量或约束宇宙学模型。虽然LIGO/Virgo尚未观测到引力波的透镜效应，但预计未来日本星载干涉仪DECIGO和B-DECIGO如果运行4年，可以探测到几个到几百个透镜事件。在已知引力波透镜事件的情况下，我们可以通过引力波透镜统计和时间延迟方法来估计宇宙学参数的约束。利用透镜统计方法，即使有中等的不确定性，透镜红移的知识也会为物质的能量密度参数$Ω_M$设定严格的界限，即最好是$0.288\lesssimΩ_M\lesssim0.314$。对哈勃常数$H_0$的约束可以使用时间延迟方法来确定。发现在$5σ$上，DECIGO的$|δH_0|/H_0$的范围从$3\%$到$11\%$，而B-DECIGO将给出约束较少的结果，$8\%-15\%$ .在这项工作中，亮度距离和时间延迟距离的不确定度分别设置为$10\%$和$20\%$。测量这些距离的改进将收紧边界。
2021-07-21 astro-ph.CO gr-qc
Constraining Primordial Black Holes using Fast Radio Burst Gravitational-Lens Interferometry with CHIME/FRB
快速射电暴（FRB）是引力透镜研究的前沿，由于其亮度，河外性质，以及其发射的紧凑，相干特性。在一个同伴的工作[Kader，梁+2022]，我们使用一种新的干涉方法来搜索引力透镜FRB在时域中使用CHIME/FRB检测到的突发。在那里，我们以1.25 ns的时间分辨率对电场数据进行去通道化和自相关。这使得搜索FRB的发射相干偏转的引力透镜周围的前景紧凑的对象，如原始黑洞（PBH）。在这里，我们使用我们的非检测透镜FRB放置新的限制PBH丰度以外的本地组。我们使用了一种新的双屏幕模型，考虑到退相干散射屏幕在我们的约束。我们的约束是受一个单一的天体物理模型参数-FRB源和散射屏幕之间的有效距离，我们采用1秒差距的基准距离。我们发现相干FRB透镜效应是探测太阳质量以下致密天体的一种灵敏的方法。在观测到$172$爆发中没有透镜，从$114$独立的视线通过宇宙网，我们约束的致密物体，如PBH的暗物质的分数是$f \lesssim 0.8$，如果它们的质量是$\sim 10^{-3} M_{\odot}$。
2022-04-12 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmological parameters from lenses distance ratio
强透镜提供了流行的技术来研究中等红移星系的质量分布，测试星系演化和形成的情况。它特别探测背景宇宙膨胀，从而限制宇宙学参数。爱因斯坦半径和中心速度色散的测量确实允许追踪从观察者到源的距离D_s与从透镜到源的距离D_ls之间的比率D_s/D_ls。本文提出了一种改进的方法，在星系透镜模型中显式地引入了双组分结构，以分析红移所起的作用以及模型对一个在宇宙学应用中通常被边缘化的讨厌参数F_E的依赖性。我们展示了如何处理这些问题，并进行了Fisher矩阵分析，以推断这种方法所取得的宇宙学参数的精度。
2015-09-22 astro-ph.CO
A Two-Year Time Delay for the Lensed Quasar SDSS J1029+2623
我们提出了279个时期的光学监测数据，从2007年1月到2012年6月，跨越5.4年的最大图像分离（22.6角秒）引力透镜类星体，SDSS J1029+2623。我们发现图像A领先图像B和C的dt_AB =（744+-10）天（90%置信度）;不确定性包括统计不确定性和由于模型选择而导致的系统差异。只有~1%的分数误差，延迟的解释主要受到宇宙方差的限制，这是由于平均视线密度的波动。我们不能将较暗的图像C与图像B分开，但是由于在所有模型中图像C仅落后于图像B 2-3天，因此图像A和B之间的时间延迟的估计几乎不受组合图像B和C的通量的影响。有微弱的证据表明存在低水平的微透镜现象，这可能是由造成该系统中流量比异常的小星系造成的。解释延迟取决于使用透镜宿主星系，其他透镜弧和X射线发射结构更好地约束引力势的形状。
2013-02-07 astro-ph.CO
Assessing the potential of cluster edges as a standard ruler
我们全面评估了星系团边缘作为测量宇宙学距离和探索奇异物理的标准标尺的潜力。面对五种不同的宇宙学模型与集群边缘从不久的将来暗能量光谱仪调查，我们得出结论，集群边缘可以作为一个有前途的探针，以限制模型超越$Λ$ CDM。特别是，来自星系团边缘的暗能量状态方程的约束精度仅为Pantheon Ia型超新星样本的2倍左右。我们发现，集群边缘的约束能力，可以更好地表现出它与其他探针。将星系团边缘分别与宇宙微波背景、重子声学振荡、Ia型超新星、宇宙计时器和天基爱因斯坦望远镜模拟的引力波事件相结合，我们对$Λ$ CDM进行了约束，发现宇宙微波背景和星团边缘的数据组合对哈勃常数$0.5\%$和物质密度比$Ω_m$给出了最好的约束，$1.6\%$的精度，而引力波和星团边缘的数据组合与Ia型超新星和星团边缘的数据组合几乎具有相同的约束力。结合星系团边缘和现有的宇宙学数据，我们给出了对$Λ$ CDM的最严格的约束。在其他探测器的帮助下，星系团边缘可以在宇宙尺度上更好地为奇异物理提供新的见解。
2021-06-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining exotic dark matter models with the dark ages 21-cm signal
本研究利用黑暗时代21厘米信号约束ERB和mDM两种奇异暗物质模型，分析了全球信号及功率谱的探测与区分显著性，论证了相关实验的科学价值。
2023-11-08 astro-ph.CO
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
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。
2018-03-23 astro-ph.CO
From Images to Dark Matter: End-To-End Inference of Substructure From Hundreds of Strong Gravitational Lenses
限制宇宙中小尺度结构的分布，使我们能够探索冷暗物质范式的替代方案。强引力透镜提供了一个独特的窗口，小暗物质晕（$<10^{10} M_\odot$），因为这些晕传递引力透镜信号，即使他们没有主机发光星系。我们创建了具有现实的低质量晕，哈勃太空望远镜（HST）观测效果和HST COSMOS场的星系光的强透镜图像的大型数据集。使用基于模拟的推理管道，我们训练的subhalo质量函数（SHMF）的神经后验估计和使用一组单独的星系源产生的透镜的人口的限制。我们发现，通过将我们的网络与分层推理框架相结合，我们既可以可靠地推断各种配置的SHMF，又可以有效地扩展到具有数百个镜头的人群。通过对大型复杂模拟数据集进行精确推理，为下一代宽视场光学成像巡天中提取暗物质约束奠定了基础。
2023-03-07 astro-ph.CO astro-ph.IM
Enhanced Localization of Dark Lensed Gravitational Wave Events Enables Host Galaxy Identification and Precise Cosmological Inference
提出第三代地基引力波探测器通过多像透镜事件网络将定位精度提升10倍以上，实现宿主星系识别，并以“暗透镜标准汽笛”将哈勃常数测量精度提升至约1%。
2025-10-14 astro-ph.CO astro-ph.HE
Implications from simulated strong gravitational lensing systems: constraining cosmological parameters using Gaussian Processes
强引力透镜系统（SGL）将宇宙学信息编码为源/透镜距离比$\mathcal{D}_{\rm obs}=\mathcal{D}_{\rm ls}/\mathcal{D}_{\rm s}$，可用于精确约束宇宙学参数。在本文中，基于未来的测量390强透镜系统从即将到来的LSST调查，我们已经成功地重建的距离比$\mathcal{D}_{\rm obs}$（与源红移$z_s\sim 4.0$），直接从数据，而不假设任何参数的形式。最近开发的方法的基础上，模型无关的重建方法，高斯过程（GP）被用于我们的研究这些强透镜系统。我们的研究结果表明，独立测量的物质密度参数（$Ω_m$），可以预期从这样强的透镜统计。更具体地说，可以预期在一致性$Λ$ CDM模型中以$ΔΩ_m\sim0.015$的精度估计$Ω_m$，该模型提供了与普朗克2015结果相当的$Ω_m$约束。在修正的引力理论（DGP）框架下，未来LSST巡天的390个可探测星系透镜体将导致$ΔΩ_m\sim0.030$的严格拟合。\textbf{Finally, we have discussed three possible sources of systematic errors (sample incompleteness, the determination of length of lens redshift bin, and t…
2019-10-07 astro-ph.CO gr-qc
Resolving 3 Exotic Hyperbolic-Umbilic Lensing Configurations in the "Cosmic Mantis": An Exploration of RXJ0437.1+0043 with JWST
University of Michigan（密歇根大学）；University of Hertfordshire（赫特福德大学）；Durham University（杜伦大学）；University of Washington（华盛顿大学）
本研究利用JWST数据更新了星系团RXJ0437.1+0043的强透镜模型，解析了三个双曲-脐点透镜构型，并加入275个位置约束，实现了0.23角秒的精度，为研究源星系和暗物质子结构提供了基础。
2026-09-17 astro-ph.CO
Cosmological Constraints from Gravitational Lens Time Delays
未来的大合奏的时间延迟透镜有可能提供有趣的宇宙学约束的补充，其他方法。在一个包含普朗克先验的常数w的平坦宇宙中，约4，000个透镜的LSST时间延迟测量应该将局部哈勃常数h限制在约0.007（约1%），Omega_DE限制在约0.005，w限制在约0.026（所有1-sigma精度）。类似的限制可以通过一个专门的引力透镜天文台（欧米茄）获得，它将获得精确的时间延迟和质量模型测量约100个良好的研究透镜。我们比较这些约束（以及那些一般的宇宙学）的“乐观的第四阶段”的约束，预计从弱透镜，超新星，重子声学振荡，和集群计数，计算的暗能量工作组。时间延迟对随时间变化的w（z）产生适度的约束，其中对w（z）的最佳约束在z ~ 0.31的“枢轴红移”处。我们的Fisher矩阵计算提供，使时间延迟的约束，可以很容易地比较，并结合其他实验的约束。我们还展示了宇宙学约束力如何随透镜数量、透镜模型不确定性、时间延迟精度、红移精度以及四像透镜与二像透镜之比而变化。
2009-11-03 astro-ph.CO
Measuring the Transverse Velocity of Strongly Lensed Gravitational Wave Sources with Ground Based Detectors
本文提出利用强引力透镜引力波源不同像间的微分多普勒频移引发的引力波相移来测量其横向速度，并指出下一代地面探测器有望探测到该信号，从而为研究引力波源宿主环境及宇宙学速度流提供新途径。
2024-12-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
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
A forward-modelling method to infer the dark matter particle mass from strong gravitational lenses
冷暗物质（CDM）结构形成模型的一个基本预测是存在大量的暗物质晕，这些晕延伸到太阳下的质量。相比之下，其他的暗物质模型，如温热遗迹（WDM），预测质量函数的截止点在一个质量上，对于流行的模型，大约在$10^7$和$10^{10}~{\rm M}_\odot$之间。我们使用模拟观测证明了一种正向建模方法的可行性，该方法可以提取有关低质量暗晕的信息，这些暗晕位于星系-星系强透镜的视线上。这可以用来限制热遗迹暗物质粒子$m_\mathrm{DM}$的质量。在哈勃空间望远镜分辨率下有50个强透镜，最大像素信噪比为$\sim50$，对于类CDM模型（在$10^{7}~{\rm M}_\odot$处具有晕质量截止），预期的中值2 $σ$约束为$m_\mathrm{DM} > 4.10 \, \mathrm{keV}$（将$m_{\rm DM}$约束为优于4.10 keV的机会为50%）。然而，如果暗物质是$m_\mathrm{DM}=2.2 \, \mathrm{keV}$的温暖粒子，那么我们的“近似贝叶斯计算”方法将导致$m_\mathrm{DM}$的中位数估计值在1.43至3.21 keV之间。我们的方法可以扩展到未来望远镜将观察到的强透镜的大样本，并可能排除标准的宇宙起源CDM模型。为了帮助未来的调查设计，我们量化这些限制将如何取决于数据质量（空间分辨率和积分时间）以及透镜几何（源和透镜…
2022-02-09 astro-ph.CO
Complementary constraints on dark energy equation of state from strongly lensed gravitational wave
研究表明，强引力透镜的时间延迟不仅是约束哈勃常数、物质密度和宇宙曲率的一种有效的宇宙学探索，而且对于打破暗能量状态方程的简并性也是有用的，从而与其他流行的探索，如Ia型超新星、重子声学振荡和宇宙微波背景辐射等提供了互补。有趣的是，与传统的强透镜系统相比，类星体作为源，强透镜的引力波（GWs）从紧凑的双合并和他们的电磁（EM）的同行者系统最近已被提出更强大的研究宇宙学，因为GWs和他们的EM同行者是瞬态的。短持续时间的GW及其EM对应物对于时间延迟测量和透镜轮廓建模是非常有利的。在CPL参数化的框架下，我们研究了强透镜GW系统的时延测量对暗能量状态方程约束功率的改善.建议在第三代地基探测器如爱因斯坦望远镜的基础上，仅对Ia型超新星和宇宙微波背景辐射增加30个强透镜GW系统的时间延迟，就可以将暗能量优值提高2倍。对于传统的标准海妖方法，其中的全球Ws的光度距离的不确定度是$\sim10\%$，一些$\times~10^4$事件预计将提出类似的约束。在精密宇宙学时代，这一进展对于研究暗能量的本质具有重要意义。
2019-04-26 astro-ph.CO gr-qc
Measuring angular diameter distances of strong gravitational lenses
距离-红移关系在约束宇宙学模型中起着基本的作用。在本文中，我们表明，测量的位置和时间延迟的强透镜图像的背景星系，以及那些的速度色散和质量分布的透镜星系，可以结合起来提取角直径距离的透镜星系。在物理上，由于速度色散和时间延迟分别给出透镜的重力势（$GM/r$）和质量（$GM$），因此将它们相除给出透镜的物理尺寸（$r$）。将透镜星系的物理大小与图像位置进行比较，就可以得到到透镜的角直径距离。进行这些测量的精确位置之间的失配可以通过测量质量分布的局部斜率来校正。我们扩大了原来的想法提出的Paraficz和Hjorth，谁分析奇异的等温透镜，通过允许任意斜率的幂律球形质量密度分布，外部收敛，和各向异性的速度色散。我们发现，外部收敛的影响抵消时，划分的时间延迟和速度色散测量。我们推导出一个公式的不确定性，在角直径距离的不确定性方面的观测。作为一个应用程序，我们使用两个现有的强透镜系统，B1608+656（$z_{\rm L}=0.6304$）和RXJ 1131 $-$ 1231（$z_{\rm L}=0.295$），以表明在推断的角直径距离的不确定性是由速度色散，$σ^2$，和它的各向异性。我们发现，这些系统上的当前数据应产生约16%的不确定性，每个对象的$D_A$。当我们在所谓的甜蜜点半径测量$σ^2$时，这提高到13%。如果我们能以5%的精度测定$σ^2$，则达到7%是可能的。
2015-10-20 astro-ph.CO
Future Constraints on Dark Matter with Gravitationally Lensed Fast Radio Bursts Detected by BURSTT
本研究提出利用台湾计划建造的射电望远镜BURSTT探测引力透镜化快速射电暴，以在 $10^{-4}M_{\odot}$ 至 $100M_{\odot}$ 质量范围内约束原初黑洞作为暗物质候选者的比例。
2023-04-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Cluster Lenses
星系团是宇宙中最近组装的大质量束缚结构。正如广义相对论所预测的那样，考虑到它们的质量，星系团会强烈地变形它们附近的时空。星系团是宇宙中最强大的引力透镜之一。从遥远的光源穿过星团的光线因此被偏转，这些遥远物体的图像因此出现扭曲和放大。星系团的透镜效应发生在两种状态下，每种状态都有独特的观测特征。强透镜机制的特征在于肉眼容易看到的效果，即产生巨大的弧、多重图像和弧。弱透镜机制的特征是背景星系的形状发生了微小的变形，这种变形只能通过统计学方法检测到。星系团透镜已经成功地用于解决当前宇宙学中的几个重要问题：（i）透镜的研究--理解星系团的质量分布和与团簇形成和演化有关的问题，以及对暗物质性质的限制;（ii）研究透镜天体-探测背景透镜星系群的特性-它在统计上具有较高的红移和较低的固有光度，因此能够在最早的时间直到黑暗时代探测星系形成;以及（iii）宇宙几何学的研究--由于透镜效应的强度取决于透镜之间的角直径距离的比率，源和观察者，透镜偏转对宇宙学参数的值敏感，并提供了一个强大的几何工具来探测暗能量。在这篇评论中，我们提出了集群透镜的基础知识，并提供了该领域的当前状态报告。
2012-02-03 astro-ph.CO gr-qc
