强透镜化 Ia 型超新星 iPTF16geu 的透镜建模

2016 年，发现了首例强透镜化 Ia 型超新星 iPTF16geu，其红移为 $z=0.409$，四个分辨像对称分布在红移 $z=0.2163$ 的透镜星系周围。本文利用 iPTF16geu 的精细观测数据（包括像间时间延迟）来减小透镜模型的不确定性，其中包括透镜星系投影面密度的斜率 $\Sigma\propto r^{1-\eta}$，并约束宇宙膨胀率 $H_0$。HST 成像给出了斜率 $\eta$ 的上限，与 iPTF16geu 消退后 Keck 成像所指示的较陡密度轮廓存在轻微张力，这可能是由于宿主星系成像中未修正的尘埃消光所致。由于较小的 $\eta$ 意味着更大的放大率，我们利用 Ia 型超新星作为标准烛光的性质约束像放大率，从而获得对斜率的独立约束。我们发现，无论斜率如何，光滑透镜密度均无法解释 iPTF16geu 的流量，需要额外的子结构透镜效应。光滑晕模型与恒星微透镜相结合解释 iPTF16geu 像流量的总概率在 $\eta\sim 1.8$ 时达到最大，为 $12\,\%$，这与 Keck 高空间分辨率数据极为吻合，且比等温晕更平坦。它也与来自透镜速度弥散测量的斜率独立约束完全相符。结合观测到的像间时间延迟，我们推断出哈勃常数的下界为 $H_0 \gtrsim 40\,{\rm km \ s^{-1} Mpc^{-1}}$（置信水平 $68.3\%$）。