强引力透镜中的视线效应

尽管大多数强引力透镜系统可粗略地建模为源与观测者之间单一大质量天体，但在细节上所有靠近光路的结构都对观测到的图像有贡献。这些额外贡献被称为视线效应，在实践中不可忽略。本文提出了一个新的理论框架来建模视线效应，以及在弱透镜与强透镜交界处的极具前景的应用。我们的方法依赖于主导透镜近似，其中一个偏转体被视为主透镜，而其他偏转体被视为微扰。所得框架在技术处理上比多平面透镜形式体系更简单，同时允许一致地建模任意亚临界微扰。特别地，它不限于通常的外收敛与外剪切参数化。作为首个应用，我们确定了视线剪切的一个特定概念，其不与主透镜的椭圆度简并，因而可从强透镜图像中提取。该结果支持并改进了近期关于爱因斯坦环可能是宇宙剪切的强有力探针的提议。作为第二个应用，我们研究了强透镜临界曲线在视线效应下的畸变，尤其是它们跨天穹的相关性。我们发现此类相关性不仅可用于探测宇宙的大尺度结构，也可用于探测强透镜的暗物质晕剖面。这最后一种可能性将是提升通过时间延迟宇宙学测量哈勃-勒梅特常数精度的关键优势。