CLASH-VLT: 利用九个大质量星系团的质量分布约束对广义相对论的偏离

我们研究了各向异性应力参数 $\eta=\Psi/\Phi$，定义为线性扰动 Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker 度规中引力势之比，以此作为天体物理到宇宙学尺度上对广义相对论偏离的探针。利用 CLASH-VLT 样本中九个星系团的高精度引力透镜与动力学数据重建的质量分布，我们推导了 $\eta(r)$ 作为距星系团中心径向距离的函数，范围跨越 $[0.1 \,\text{Mpc},1.2\,r_{200}^L]$，其中 $r_{200}^L$ 是由透镜数据最佳拟合的位力半径。当使用 Navarro-Frenk-White 或 Hernquist 分布来建模总物质分布时，我们发现所有采样星系团在整个径向范围内均与广义相对论（$\eta = 1$）在 $2\sigma$ 范围内一致。然而，采用 Burkert 分布时引入了与广义相对论的轻微张力，在两个系统中达到了 $3\sigma$ 水平。假设在星系团所跨越的红移范围内时间依赖性可忽略不计，我们获得了在 $95\%$ 置信水平下的联合约束 $\eta (r= 1.0 \, \text{Mpc}) = 0.93^{+0.48}_{-0.40}$ (stat) $\pm 0.47$ (syst) —— 较先前估计改进了约 $40\%$。我们讨论了系统误差对约束的影响，并强调了该结果对当前和未来星系团巡天的意义。