通过模型无关的距离比研究透镜星系密度斜率的红移演化

强引力透镜系统有望被下一代巡天大量发现，为研究宇宙学和星系演化提供了有力工具。通过距离比建立的星系结构与宇宙学之间的联系，凸显了研究透镜星系质量密度轮廓演化的必要性。我们提出了一种新颖的、不依赖于暗能量模型的方法，利用扩展幂律（EPL）模型来研究透镜星系的质量密度斜率及其红移演化。我们采用基于人工神经网络（ANN）的非参数方法，在 Ia 型超新星（SNIa）数据上进行训练，以重建强引力透镜系统的距离比。将这些距离比与理论预测进行比较，以估计 EPL 模型参数的演化。在合并样本、单个透镜和分组三个层面上进行的分析确保了估计的稳健性和可靠性。观察到质量密度斜率随红移呈现负向趋势，在各向异性三角先验下量化为 $\partial\gamma/\partial z = -0.20 \pm 0.12$。本研究表明，可以独立于暗能量模型确定透镜星系密度斜率的红移演化。基于 LSST Rubin Observatory 预期发现 100,000 个强透镜的预测，模拟表明仅对这些系统中的 10% 进行光谱后续观测，即可将红移演化系数的不确定度（$\Delta\partial\gamma/\partial z$）约束至 0.021。这种精度能够区分演化和非演化的密度斜率，为星系演化和宇宙学提供新见解。