分析星系级强引力透镜中的视线选择偏差

Xianzhe TZ Tang; Simon Birrer; Anowar J. Shajib; Narayan Khadka; the LSST Strong Gravitational Lensing Science Collaboration; the LSST Dark Energy Science Collaboration

分析星系级强引力透镜中的视线选择偏差

宇宙学与河外天体物理 2025-06-05 v1 星系天体物理

作者: Xianzhe TZ Tang , Simon Birrer , Anowar J. Shajib , Narayan Khadka , the LSST Strong Gravitational Lensing Science Collaboration , the LSST Dark Energy Science Collaboration

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摘要

下一代 Vera Rubin Observatory Legacy Survey of Space and Time (LSST) 将显著增加强引力透镜系统的数量，要求精确建模视线 (LOS) 效应以消除透镜观测和宇宙学推断中的偏差。我们发展了一种方法，通过整合大尺度结构模拟与高分辨率星系渲染以及非线性校正，构建用于强引力透镜 LOS 的外部收敛 ( $\kappa_{\mathrm{ext}}$ ) 和剪切 ( $\gamma_{\mathrm{ext}}$ ) 的联合分布。该方法捕捉平滑背景物质以及来自星系的扰动，实现对 LOS 效应的精准建模。我们对 $\kappa_{\mathrm{ext}}$ 和 $\gamma_{\mathrm{ext}}$ 应用非线性 LOS 校正，以解决沿视线中物体在强引力透镜中导致的非可加效应。我们发现，在最小图像分离为 $1.0^{\prime\prime}$ 时，非线性 LOS 校正由于存在主导性偏转器略微增加了四象限透镜与双象限透镜的比率；这种非线性 LOS 校正也会在未被 accounting 时，对银河-AGN 透镜推导出的哈勃常数 ( $H_0$ ) 引入约 $0.1\%$ 的系统性偏差。我们还观察到银河-银河透镜对 $H_0$ 的偏差为 $0.66\%$ ，而若不 accounting LOS 效应，银河-AGN 系统的偏差可达甚至更高的 $1.02\%$ 。这些结果凸显了 LOS 对精密宇宙学的重要性。公开可用的数据和代码为未来分析提供了纳入 LOS 效应的工具。

关键词

强引力透镜视线效应外部收敛外部剪切哈勃常数 LSST 非线性校正

引用

@article{arxiv.2506.04201,
  title  = {Analyzing Line-of-sight selection biases in galaxy-scale strong lensing with external convergence and shear},
  author = {Xianzhe TZ Tang and Simon Birrer and Anowar J. Shajib and Narayan Khadka and the LSST Strong Gravitational Lensing Science Collaboration and the LSST Dark Energy Science Collaboration},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.04201},
  year   = {2025}
}

备注

27 pages, 8 figures, 2 tables

分析星系级强引力透镜中的视线选择偏差

摘要

关键词

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