星系模型对引力透镜宇宙学的影响开题报告

全文总字数：3728字

1. 研究目的与意义（文献综述）

引力透镜是爱因斯坦广义相对论预言的一种现象，由于时空在大质量天体附近会发生弯曲，光线将沿弯曲空间的测地线传播，因而，与一个完全均匀和各向同性的宇宙相比，在实际观测上大多数光源都有轻微的位移和扭曲。在极罕见的情况下，这种由超质量密度的前景物体如星系、星系群和星系团造成的偏转可以大到让远端光源形成多重像（可以用酒杯底透过点光源的光学类比来说明），这种现象被称为强引力透镜效应。当遥远的类星体透过前景星系，由于引力场影响，其像会发生形变放大甚至分裂，同时其寄主星系也会被透镜化成光弧。

作为广义相对论在宇宙学中的一种效应，引力透镜发展成为了一种新的宇宙学探针。

对于圆形偏转器，当某半径圆内平均表面质量密度等于临界密度时，定义该半径为爱因斯坦半径，它是表示物体透镜强度的一个最有用的量，并且是能够通过强透镜模型可靠确定的。当背景点源与前景偏转器的质量分布中心完全对准时，将被透镜化成一个半径等于爱因斯坦半径的光环。

2. 研究的基本内容与方案

再现图像位置、多重性和通量的简单模型有时被称为宏模型，通常情况下足以推断爱因斯坦半径内的投影质量、总体椭圆度和质量分布方向等参数。最简单的模型是奇异等温球（sis）模型，它能定性地描述星系强透镜的宏观特征。一般理论上认为，前景椭圆星系满足流体力学和热力学平衡，其质量分布可以由奇异等温球模型来描述。

sis的三维质量密度分布满足-2次方幂律形式，为**（公式具体见附页），其爱因斯坦半径为**(公式具体见附页）。sis质量模型足以准确地再现像平面上观察到的表面亮度分布。但是实际的星系可能会偏离这一原则，因此我们需要适当地修改模型，加入一些真实的效应，进一步探究引力透镜对宇宙学的影响。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，确定方案并完成开题报告；

第4-5周：根据已掌握的引力透镜相关知识，确定进行本课题研究的基本路线和具体方案；

第6-9周：学会使用glafic软件；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 何香涛.观测宇宙学[m]. 北京：北京师范大学出版社，2017.

[2] 俞允强.物理宇宙学讲义[m]. 北京：北京大学出版社，2002.

[3] 涂泓, 朱炯明, 束成钢.爱因斯坦环及其星系团环境[j]. 天文学进展, 2009(03):30-38.