通过强引力透镜研究暗物质性质

The cold dark matter (CDM) cosmological model unambigously predicts that a large number of haloes should survive as subhaloes when they are accreted into a larger halo. The CDM model would be ruled out if such substructures were shown not to exist. By contrast, if the dark matter consists of warm particles (WDM), then below a threshold mass that depends on the particle mass far fewer substructures would be present. Finding subhaloes below a certain mass would then rule out warm particle masses below some value. We propose to use strong lensing Einstein ring (and giant arc) systems to study the abundance of very low mass subhaloes and constraint the identity of dark matter halo. We will develop the theoretical model as well as a pipeline to analysis observational data.

暗物质是宇宙的主要物质成分,然而其粒子属性仍然是现代科学的重大问题。在唯象性质方面,冷暗物质和温暗物质模型同样能解释诸多天文观测,只是在宇宙小尺度结构形成方面有显著不同的预言。例如二者在小质量端有着显著不同的暗晕和子暗晕质量函数。本项目将探索利用强引力透镜爱因斯坦环(或长弧)上的亮度扰动,测量低质量端子暗晕的质量函数,从而限制暗物质的性质。相对于传统上区别暗物质粒子的天文方法，本方法更为直接，并免于各种简并解释。本项目计划从高精度数值模拟出发，系统研究冷、温暗物质模型宇宙强引力透镜现象差异，同时发展一套自主观测分析软件，最终利用观测数据对暗物质性质进行限制。

暗物质是宇宙的主要物质成分,然而其粒子属性仍然是现代科学的重大问题。在唯象性质方面,冷暗物质和温暗物质模型同样能解释诸多天文观测,只是在宇宙小尺度结构形成方面有显著不同的预言。例如二者在小质量端有着显著不同的暗晕和子暗晕质量函数。本项目探索利用强引力透镜爱因斯坦环(或长弧)上的亮度扰动,测量低质量端子暗晕的质量函数,从而限制暗物质的性质。相对于传统上区别暗物质粒子的天文方法，本方法更为直接，并免于各种简并解释。本项目针对这一问题开展了系统研究，考察了在冷、温暗物质模型中这类现象的差异；第一次指出在这类研究中视线方向的暗晕也将扮演重要的作用，并且考虑这些暗晕可以加强对暗物质本质的限制；考察了球状星团的引力透镜效应，指出其不会污染我们提出的这种观测；考察了利用统计方法分析image residual从而测量暗物质子晕的方法；扩展PYAUTOLENS, 发展出一套可以进行子暗晕探测的高度自动化流程。此外，本项目中我们广泛的研究了其他的暗物质分布测量手段，并研究了多个不同的暗物质本质探针的可靠性。...系统研究冷、温暗物质模型宇宙强引力透镜现象差异，同时发展一套自主观测分析软件，最终利用观测数据对暗物质性质进行限制。