暗物质caustic环的引力透镜与结构稳定性

银河系暗物质(CDM)caustic环在宇宙学尺度上的引力透镜效应，或许能提供探测CDM间接手段，并区分轴子与弱相互作用大质量粒子(WIMP)。caustic是暗物质粒子自然聚焦的地方。我们的关注点在于那些闭合管状，其横截面为椭圆双奇点catastrophe，具有三个dual cusps的caustic环。caustic环具有特定的密度轮廓、特定的几何结构，从而可精确计算其引力透镜特征。当视线接近cusp时，放大率单调增加，并在速度无散射极限下发散。在此极限下，我们在CDM caustic环的外侧cusp附近测得37%的放大率。若存在有限速度散射，axion与WIMP流在星系halo中的有效速度散射的上下界可用于约束cusp处的透镜效应。对于宇宙学轴子caustic环，我们发现放大率在外侧cusp处可达3%至2800%，在非平面cusp处可达2%至46%。相比之下，宇宙学WIMPcaustic环的放大率受限于外侧cusp处3%至28%，非平面cusp处2%至5%。延伸源的图像亦可能显示可明确归因于暗物质caustic透镜的扭曲。最后，我们推导三轴caustic环的Catastrophe Function。我们获得该Catastrophe Function的平衡点方程。对Stability(Hessian)矩阵的分析表明，caustic环是结构稳定的。