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JWST 引力透镜类星体暗物质巡天 I:概述与首批结果

宇宙学与河外天体物理 2023-09-20 v1

摘要

引力透镜类星体的流量比提供了研究暗物质性质的有力探针。重要的是,这些比值对小尺度结构敏感,且与重子物质的存在与否无关。这种敏感性可能使我们能够研究甚至在星系形成可观测恒星的尺度以下的晕质量函数。为获得精确测量,类星体的光必须发射自角尺度为毫角秒或更大的类星体物理区域;这能将偏转体内恒星引起的微透镜效应最小化。类星体的暖尘区符合此标准,因其具有秒差距尺度的物理尺度,并在波长大于 10μ\mum 时主导类星体的光谱能量分布。JWST 中红外仪器(MIRI)擅长在该波长范围探测红移光,提供了精确引力透镜流量比测量所需的空间分辨率与灵敏度。在此,我们介绍旨在测量 31 个透镜类星体暖尘流量比的巡天。我们讨论了流量比测量技术,并给出了首个目标 DES J0405-3308 的结果。我们发现能以 3% 的精度测量类星体暖尘流量比。我们的模拟表明,该精度使得探测宇宙学距离处 107^7 M_\odot 暗物质晕的存在成为可能。此类晕在冷暗物质模型中预期完全暗淡。

关键词

引用

@article{arxiv.2309.10101,
  title  = {JWST lensed quasar dark matter survey I: Description and First Results},
  author = {A. M. Nierenberg and R. E. Keeley and D. Sluse and D. Gilman and S. Birrer and T. Treu and K. N. Abazajian and T. Anguita and A. J. Benson and V. N. Bennert and S. G. Djorgovski and X. Du and C. D. Fassnacht and S. F. Hoenig and A. Kusenko and C. Lemon and M. Malkan and V. Motta and L. A. Moustakas and D. Stern and R. H. Wechsler},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.10101},
  year   = {2023}
}