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CSST强重力透镜准备:面向CSST时代的双源平面强重力系统的宇宙学约束

宇宙学与河外天体物理 2026-01-22 v1

摘要

双源平面强重力 (DSPL) 系统提供了一种鲁棒且独立的宇宙参数探测方法。中国空间站望远镜 (CSST) 预计将发现数百个DSPL,但有关哪些观测模式和系统配置最能启用宇宙学推断仍不确定。为调查不同信噪比 (SNR) 和 DSPL 的爱因斯坦半径比例(记为 β1\beta^{-1} 参数)对不同 CSST 观测模式(宽场 (WF)、深场 (DF) 和超深场 (UDF))下宇宙学推断影响,我们模拟并构建以单一等向椭圆体 (SIE) 质量轮廓和施尔级源为目标的仿真引力镜,其图像属性符合 CSST 的规范。假设一个平坦的 wwCDM 宇宙,采用 fiducial 值 Ωm=0.30966\Omega_{\rm m} = 0.30966w=1w = -1,并对 Ωm[0,1]\Omega_{\rm m} \in [0, 1]w[2,1/3)w \in [-2, -1/3) 施加均匀先验,我们发现对于给定的 DSPL 系统,随着观测深度增加,其对宇宙参数的约束能力显著提升。对于一个具有两个突出弧线且 β1=1.17\beta^{-1}=1.17 的代表性 DSPL 系统,WF 条件下 (w,Ωmw, \Omega_{\rm m}) 的约束从 (1.281.00+0.64,0.500.32+0.28-1.28_{-1.00}^{+0.64}, 0.50_{-0.32}^{+0.28}) 提升到 UDF 下的 (1.590.32+0.63,0.420.06+0.15-1.59_{-0.32}^{+0.63}, 0.42_{-0.06}^{+0.15})。此外,我们发现 β\beta 值较小的系统可获得更紧致的宇宙学约束。我们得出结论,UDF 观测中尤其是具有小 β\beta 值的 DSPL 系统是 CSST 进行早期宇宙学研究的最有前景的候选对象。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.14675,
  title  = {CSST Strong Lensing Preparation: Cosmological constraints from double-source-plane strong lensing systems in era of CSST},
  author = {Bei-Chen Wu and Xiaoyue Cao and Nan Li and Yan Gong and Shenzhe Cui and Di Wu and Tong Zhao and Junhui Yan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.14675},
  year   = {2026}
}

备注

14 pages, 3 figures, and 2 tables. Accepted for publication in RAA