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关于 NFW 轮廓的椭率参数化:强透镜建模中被忽视的角向结构

宇宙学与河外天体物理 2023-10-06 v1 星系天体物理

摘要

星系尺度引力透镜通常用双成分质量轮廓建模,其中一成分代表恒星质量,另一成分为代表暗物质的 NFW 轮廓。在球对称情形之外,NFW 轮廓的实现代价高昂,因此通过两种不同方法近似:可通过透镜势引入椭率(NFWp),或通过用解析轮廓之和近似 NFW 轮廓由质量引入椭率(NFWm)。尽管 NFWp 方法一直是透镜应用中的默认方法,但它给出了不同的方位角结构描述,我们表明这会在质量分布中引入普遍存在的椭率梯度和盒状性,而非具有恒定椭圆形状。由于未建模的方位角结构已被证明能够偏倚透镜模型结果,我们探究了这种引入的方位角结构在多大程度上影响模型精度。我们使用 NFWp 与 NFWm 两种方法的复合模型构建输入轮廓,并用带外剪切的幂律椭圆质量分布(PEMD)模型拟合这些模拟数据。作为恢复透镜势精度的度量,我们计算了由透镜拟合所确定的哈勃参数 H0H_0 的值。我们发现对 NFWp 输入的拟合返回的 H0H_0 值系统性偏低约 3%3\%,低于 NFWm 对应结果。我们利用与质量片变换(MST)无关的观测量 ξ2\xi_2 探究该效应是否归因于 MST。我们表明,正如预期,NFWm 模拟数据通过 MST 与 PEMD 简并。对于 NFWp,除 MST 外还发现了由于爱因斯坦半径外方位角结构导致的额外偏倚。我们建议建模者未来使用 NFWm 描述,从而能显式而非隐式地引入方位角结构。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.03077,
  title  = {On the ellipticity parameterization for an NFW profile: an overlooked angular structure in strong lens modeling},
  author = {Matthew R. Gomer and Dominique Sluse and Lyne Van de Vyvere and Simon Birrer and Anowar J. Shajib and Frederic Courbin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.03077},
  year   = {2023}
}

备注

15 pages, 8 figures