Roman 望远镜对强引力透镜的观测展望
宇宙学与河外天体物理
2025-06-05 v1
摘要
星系-星系强引力透镜可以在亚星系尺度上约束暗物质模型和 Λ 冷暗物质宇宙学范式。目前，这些罕见系统的高信噪比和高角分辨率图像十分匮乏。Nancy Grace Roman 太空望远镜（以下简称 Roman）计划于 2026 年底发射，其计划中的宽场巡天将在强透镜科学中发挥变革性作用。凭借其卓越的 0.281 平方度视场和衍射极限角分辨率约 0.1 角秒，Roman 非常适合通过强大的强透镜样本表征暗物质亚结构。我们呈现了 Roman 计划的高纬度大面积巡天（HLWAS）中可探测强透镜的产额模拟。我们模拟了跨越宇宙时间的星系-星系强透镜群体，包含冷暗物质亚晕种群，筛选出在 HLWAS 中可探测的透镜，并生成考虑了真实宽场仪器探测器效应的模拟图像。对于单次 146 秒曝光的基准情况，我们预测 HLWAS 中约有 160,000 个可探测强透镜，其中约 500 个具有足够的信噪比可用于详细的亚结构表征。我们研究了 Roman 视场内点扩散函数的变化对探测单个亚晕以及低质量亚晕质量函数抑制的影响。我们的模拟产品可用于支持 Roman 的强透镜科学研究，例如训练神经网络和验证暗物质亚结构分析流程。
引用
@article{arxiv.2506.03390,
title = {The Roman View of Strong Gravitational Lenses},
author = {Bryce Wedig and Tansu Daylan and Simon Birrer and Francis-Yan Cyr-Racine and Cora Dvorkin and Douglas P. Finkbeiner and Alan Huang and Xiaosheng Huang and Rahul Karthik and Narayan Khadka and Priyamvada Natarajan and Anna M. Nierenberg and Annika H. G. Peter and Justin D. R. Pierel and Xianzhe TZ Tang and Risa H. Wechsler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.03390},
year = {2025}
}
备注
23 pages, 12 figures, accepted for publication in The Astrophysical Journal, code at https://github.com/AstroMusers/mejiro, data at https://doi.org/10.5281/zenodo.14216839