寻找被引力透镜放大的直接坍缩黑洞与超大质量原初恒星

直接坍缩黑洞（DCBHs）可能是首批类星体的种子，如今已在 $z > 6$ 处探测到超过 200 个。詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）可在近红外（NIR）波段于 $z \lesssim 20$ 探测到 DCBHs，并在其最早阶段探测原初类星体的演化，但仅限于可能捕获不多此类天体的窄视场。Euclid 和南希·格雷斯·罗曼巡天望远镜（RST）的宽视场近红外巡天将包含远多得多的 DCBHs，但由于灵敏度较低，仅能在 $z \lesssim 6 - 8$ 直接探测到它们。然而，其巨大的巡天面积将覆盖数千个星系团和大质量星系，这些天体可对来自 DCBHs 的辐射产生引力透镜效应，将其提升至当前 Euclid 和 RST 探测极限之上，从而揭示比原本可探测到的更多的此类天体。在此，我们估算了在 Euclid、RST 和 JWST 于 $z \lesssim 20$ 的巡天中探测所需的强透镜 DCBHs 与超大质量原初恒星的最小数密度。我们发现，基于宿主暗物质晕数量的合理估计，RST、Euclid 和 JWST 有可能在 $z = 7 - 20$ 发现数百个强透镜 DCBHs。RST 将在 $z \lesssim 10$ 探测到最多天体，而 JWST 将在更高红移处发现最多。被透镜放大的超大质量原初恒星也可能被找到，但因其寿命短暂，数量较少。