利用引力透镜研究暗晕子结构和亚毫米星系光度函数

Gravitational lensing is one of the most powerful tools in modern cosmology. Using gravitational lensing, we can measure matter distribution without assuming the nature or state of the matter (e.g. luminous or not). In weak lensing, the gravitational flexion measures the gradient of the surface mass density, it is sensitive to the small scale mass variations. We thus propose to use flexion to measure the substructures within the dark matter halos. We plan to use the aperture flexion method to constrain the mass function of substructures. We will also study the systematics of our method. In particular, we plan to use the high resolution cosmological simulation from the PHOENIX project to test our method. We will numerically study the recovery efficiency of our method, i.e. how much of total substructures we can detect for given observational conditions. In another project, we plan to study the luminosity function of sub-millimeter galaxies. Due to the magnification effect in gravitational lensing, the number counts of background sub-millimeter galaxies will be significantly enlarged, especially at the high luminosity end.We plan to calculate the number counts of sub-millimeter galaxy by employing different lensing models and numerically simulated clusters to give the constraint to the model parameters by comparing with observations. Moreover, we can use this method to identify large number of strong lenses.

引力透镜是当前宇宙学中最重要的方法之一。它可以直接测量暗物质的分布而不需要任何假设。 本项目计划利用引力透镜研究两个方面的内容。在第一个内容中，我们提出的利用高阶弱引力透镜的方法来研究暗晕中子结构的分布，并统计子结构的质量函数。因为在数值模拟中预言的大量子结构，没有从实际观测中找到。此外，我们还计划利用高精度的宇宙学数值模拟（PHOENIX）测试我们方法的效率。另一方面，我们计划研究引力透镜对亚毫米星系光度函数的影响。亚毫米星系主要分布于较高红移处，他们的光度函数受到前景大质量暗晕的引力透镜效应影响所改变，特别是在高亮度端有明显的区别，我们可以利用这些特征来研究高红移处的亚毫米星系，和前景暗晕质量分布的特征。还可以用来寻找强引力透镜样本。我们同样计划利用PHOENIX数值模拟项目来检验我们的方法。

引力透镜是当前宇宙学中测量物质分布的一个强有力的方法。在本项目中我们利用强，弱引力透镜效应对星系暗物质晕的特征做出了一定限制。主要工作内容有三点：1我们对亚毫米波光度函数做出预言和限制，特别对于其亮源分布受到引力透镜效应而产生显著变化做出了合理的解释。2对于高红移星系受到前景星系引力透镜放大后，其光谱产生变化，对此我们也做出预言分析，此工作对研究高红移星系性质有铺垫作用。3 我们还分析了在低频射电波段的观测下，引力透镜图像会受到等离子体额外折射的影响，由此我们可以分析星系中星际介质的特征。..在项目执行期间，共发表5篇期刊，参加3次国内外学术会议，并作出相关内容报告，展示工作结果。