引力透镜 SDSSJ0946+1006 中暗子结构的意外高浓度

此前已通过其对透镜图像的扰动，在引力透镜星系 SDSSJ0946+1006 中探测到不可见子结构的存在。利用主晕与子晕扰动的可灵活模型拟合透镜图像，我们证明该子晕具有极高的中心密度与陡密的密度斜率。推断出的子晕浓度远高于相似质量的 $\Lambda$CDM 晕浓度预期散度。对于所有透镜模型，我们在 >95% CL 下稳健推断子晕在 1 kpc 内的投影质量约为 $\sim 2$-$3.7\times 10^9$M$_\odot$，而子晕投影密度剖面在 0.75-1.25 kpc 径向范围内的平均斜率被约束为陡于等温（$\gamma_{2D} \lesssim -1$）。通过直接对子晕光度建模，我们在 95% CL 下推断其光度保守上限为 $L_V < 1.2\times 10^8L_\odot$，表明扰动体由暗物质主导。为与 $\Lambda$CDM 预期比较，我们分析 Illustris TNG100-1 模拟中透镜星系类似体沿多条视线方向的子晕，发现数百个子晕在 1 kpc 内投影质量达到 $\gtrsim 2\times10^9M_\odot$。然而，不到 1% 的模拟观测产生足够陡的对数斜率以与我们的透镜模型一致，且它们$全部$的恒星质量超出观测允许值约一个数量级或更多。我们得出结论：如此暗且高浓度的子晕在 $\Lambda$CDM 宇宙中出乎意料。最后，我们表明，若假设扰动体为视线方向结构而非子晕，其与 CDM 的张力不会显著减小。