低特征收敛度下 Navarro--Frenk--White 透镜模型的解析解

H. S. Dúmet-Montoya; G. B. Caminha; M. Makler

doi:10.1051/0004-6361/201321618

低特征收敛度下 Navarro--Frenk--White 透镜模型的解析解

宇宙学与河外天体物理 2015-06-15 v2

作者: H. S. Dúmet-Montoya , G. B. Caminha , M. Makler

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摘要

Navarro-Frenk-White (NFW) 密度剖面常用于模拟引力透镜。对于该模型的低特征收敛度值（ $\kappa_s \ll 1$ ）——对应于星系和星系群的质量尺度——需要高精度的数值计算才能准确计算强透镜机制中的几个物理量。一种快速且准确计算的替代方案是在此极限下推导解析近似。在这项工作中，我们在 $\kappa_s \ll 1$ 的极限下，针对预期形成引力弧的典型尺度，获得了椭圆 (ENFW) 和伪椭圆 (PNFW) NFW 透镜模型的几个透镜物理量的解析解，并确立了其有效域。我们推导了这些模型的收敛度和剪切力的解析解，获得了等收敛度轮廓和恒定畸变曲线（包括切向临界曲线）的显式表达式。我们还计算了变形截面，对于圆形 NFW 模型以闭式给出，对于椭圆模型则以一维积分形式给出。此外，我们为伪椭圆模型的等收敛度轮廓的椭圆率提供了一个简单的表达式，并建立了 PNFW 和 ENFW 模型之间特征收敛度的联系。我们得出结论，此处推导的解集在 $\kappa_s \lesssim 0.1$ 时通常是准确的。对于低椭圆率，允许的值高达 $\kappa_s \simeq 0.18$ 。另一方面，PNFW 和 ENFW 模型之间的映射在高达 $\kappa_s \simeq 0.4$ 时有效。本工作中推导的解可用于加速数值代码并确保其在低 $\kappa_s$ 机制下的准确性，包括应用于弧统计和其他强透镜观测量的研究。（摘要删节）

关键词

Navarro-Frenk-White 剖面引力透镜解析解特征收敛度强透镜椭圆透镜模型变形截面

引用

@article{arxiv.1304.0425,
  title  = {Analytic Solutions for Navarro--Frenk--White Lens Models for Low Characteristic Convergences},
  author = {H. S. Dúmet-Montoya and G. B. Caminha and M. Makler},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1304.0425},
  year   = {2015}
}

备注

Accepted for publication in A&A

低特征收敛度下 Navarro--Frenk--White 透镜模型的解析解

摘要

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