重构扩展引力透镜的质量分布

我们研究通过透镜观测确定引力透镜质量分布的可能性。我们考虑一个扩展的致密引力透镜，用无穷组对称无迹(STF)多极矩表示其静态外引力势。在波光学处理中，我们评估透镜点扩散函数(PSF)中形成的焦散线。我们研究天文透镜观测中唯一可获取的量：由成像望远镜形成的该 PSF 的图像。此可观测量可用于恢复透镜的一些物理特征，包括其形状、取向与组成。为说明这一点，我们研究由若干已知均匀密度固体形成的奇异引力透镜。我们表明，当观测到四极以上的多极矩时，可恢复透镜的某些对称性性质。八极矩的存在意味着透镜质量分布中“南北”对称性的破缺。旋转十六极矩的存在意味着轴向对称性的破缺。因此，若透镜图像的观测允许重建这些多极矩，则可获得关于透镜质量分布与动力学的重要信息。这可能有助于选择最合适的、用于刻画天体物理透镜（如被认为包含星系与星系团大部分质量的暗物质晕）质量分布的质量轮廓。我们的结果新颖，并为现实天体物理系统的引力透镜提供了新见解。