Weyl 共形引力中 SLACS 透镜星系的质量分解

我们利用 Weyl 共形理论的 Mannheim-Kazanas 解,研究了搭载于 HST 上的 SLACS 中 $57$ 个早期型椭圆透镜星系的代表性子样本的质量分解。我们首先表明,该解不必是共形引力的独占解,也可被视为一类与非线性电动力学耦合的 $f(R)$ 引力理论的解,从而使后续结果更具普适性。由于透镜效应涉及光线弯曲,我们将首先证明,该解在由发光质量($M_{\ast }$)引起的 Schwarzschild 光线弯曲上增加了一个正贡献 $+\gamma R$,这与文献中先前的结果相反,从而解决了一个长期存在的问题。批判性地考察了该错误的起因。应用光线弯曲的表达式以及令 Einstein 角与 Weyl 角相等的条件,我们开发了一种新算法,用于在 Einstein 半径内将发光成分从总透镜质量(发光+暗)中分离出来。我们的结果表明,发光质量估计值与观测到的总透镜质量相差一个线性比例因子。在定量细节上,我们观察到单个星系 Einstein 半径内发光质量与总透镜质量之比($f^{\ast }$)取值接近于 1,其中许多显著落在或恰好略微超出基于 Bruzual-Charlot 恒星种群合成模型以及因金属丰度而被青睐的 Salpeter IMF [Grillo,2009] 的模拟所给出的指定误差棒之内。我们还将计算各个星系在其各自 Einstein 球内的平均暗物质密度。本方法完全是解析的,似乎是同类中首个试图提供不同于模拟方法的新的分解方案。