基于宇宙学数据对强引力透镜中质量密度幂律指数可能演化的约束

在本工作中，通过使用强引力透镜 (SGL) 观测以及 Ia 型超新星 (Union2.1) 和伽马射线暴数据 (GRBs)，我们提出了一种新方法来研究强引力透镜系统的质量密度幂律指数 $\gamma(z)$ 可能的红移演化。在此分析中，我们假设宇宙距离对偶关系及平坦宇宙的有效性。为了探究 $\gamma(z)$ 的行为，考虑了三种不同的参数化形式，即：(P1) $\gamma(z_l)=\gamma_0+\gamma_1 z_l$，(P2) $\gamma(z_l)=\gamma_0+\gamma_1 z_l/(1+z_l)$ 和 (P3) $\gamma(z_l)=\gamma_0+\gamma_1 \ln(1+z_l)$，其中 $z_l$ 对应透镜红移。若 $\gamma_0=2$ 且 $\gamma_1=0$，则恢复为奇异等温球模型。我们的方法在由不同透镜红移和速度弥散定义的 SGL 子样本上进行了实施。对于前一种情形，结果彼此完全一致，而在 ($\gamma_0$-$\gamma_1$) 平面上，具有低 ($\leq 250$ km/s) 和高 ($>250$ km/s) 速度弥散的子样本之间获得了 1$\sigma$ 的张力。通过考虑完整的 SGL 样本，我们在 1$\sigma$ 置信水平下对所有 $\gamma(z)$ 参数化均得到 $\gamma_0 \approx 2$ 且 $\gamma_1 \approx 0$。然而，我们发现 P1、P2 和 P3 参数化的 $\gamma_1$ 最佳拟合值分别为 $-0.085$、$-0.16$ 和 $-0.12$，表明 $\gamma(z)$ 存在轻微演化。通过使用来自 JLA 编录的 Ia 型超新星、GRBs 和 SGL 系统重复分析，这种轻微演化得到了加强。