We report the discovery of a ‘folded’ gravitationally lensed image, ‘Hamilton’s Object’, found in a HST image of the field near the active galactic nucleus SDSS J223010.47-081017.8 (which has redshift 0.62). The lensed images are sourced by a galaxy at a spectroscopic redshift of 0.8200 ± 0.0005 and form a fold configuration on a caustic caused by a foreground galaxy cluster at a photometric redshift of 0.526 ± 0.018 seen in the corresponding Pan-STARRS PS1 image and marginally detected as a faint ROSAT All-Sky Survey X-ray source. The lensed images exhibit properties similar to those of other ‘folds’ where the source galaxy falls very close to or straddles the caustic of a galaxy cluster. The folded images are stretched in a direction roughly orthogonal to the critical curve, but the configuration is that of a tangential cusp. Guided by morphological features, published simulations and similar ‘fold’ observations in the literature, we identify a third or ‘counter’-image, confirmed by spectroscopy. Because the fold-configuration shows highly distinctive surface brightness features, follow-up observations of microlensing or detailed investigations of the individual surface brightness features at higher resolution can further shed light on kpc-scale dark matter properties. We determine the local lens properties at the positions of the multiple images according to the observation-based lens reconstruction of Wagner. The analysis is in accordance with a mass density which hardly varies on an arcsecond scale (6 kpc) over the areas covered by the multiple images.

中文翻译：

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汉密尔顿天体——跨越星系团引力焦散区的团块星系：对暗物质团块的限制

我们报告了在活动星系核 SDSS J223010.47-081017.8（红移 0.62）附近场的 HST 图像中发现的“折叠”引力透镜图像“汉密尔顿天体”的发现。透镜图像来源于光谱红移为 0.8200 ± 0.0005 的星系，并在对应的 Pan-STARRS PS1 图像中看到的光度红移为 0.526 ± 0.018 的前景星系团引起的焦散上形成折叠配置，并且边缘检测到作为微弱的 ROSAT 全天巡天 X 射线源。透镜图像表现出类似于其他“褶皱”的特性，在这些“褶皱”中，源星系非常接近或跨越星系团的焦散区。折叠的图像在与临界曲线大致正交的方向上被拉伸，但配置是切线尖的配置。以形态特征、已发表的模拟和文献中类似的“折叠”观察为指导，我们确定了第三个或“反”图像，由光谱学证实。由于折叠配置显示出高度独特的表面亮度特征，因此对微透镜的后续观察或在更高分辨率下对单个表面亮度特征的详细研究可以进一步阐明 kpc 尺度的暗物质特性。我们根据 Wagner 的基于观察的透镜重建来确定多幅图像位置处的局部透镜属性。分析是根据在多幅图像覆盖的区域上几乎不以弧秒级 (6 kpc) 变化的质量密度进行的。我们确定了第三个或“反”图像，由光谱学证实。由于折叠配置显示出高度独特的表面亮度特征，因此对微透镜的后续观察或在更高分辨率下对单个表面亮度特征的详细研究可以进一步阐明 kpc 尺度的暗物质特性。我们根据 Wagner 的基于观察的透镜重建来确定多幅图像位置处的局部透镜属性。分析是根据在多幅图像覆盖的区域上几乎不以弧秒级 (6 kpc) 变化的质量密度进行的。我们确定了第三个或“反”图像，由光谱学证实。由于折叠配置显示出高度独特的表面亮度特征，因此对微透镜的后续观察或在更高分辨率下对单个表面亮度特征的详细研究可以进一步阐明 kpc 尺度的暗物质特性。我们根据 Wagner 的基于观察的透镜重建来确定多幅图像位置处的局部透镜属性。分析是根据在多幅图像覆盖的区域上几乎不以弧秒级 (6 kpc) 变化的质量密度进行的。对微透镜的后续观察或在更高分辨率下对单个表面亮度特征的详细研究可以进一步揭示 kpc 级暗物质特性。我们根据 Wagner 的基于观察的透镜重建来确定多幅图像位置处的局部透镜属性。分析是根据在多幅图像覆盖的区域上几乎不以弧秒级 (6 kpc) 变化的质量密度进行的。对微透镜的后续观察或在更高分辨率下对单个表面亮度特征的详细研究可以进一步揭示 kpc 级暗物质特性。我们根据 Wagner 的基于观察的透镜重建来确定多幅图像位置处的局部透镜属性。分析是根据在多幅图像覆盖的区域上几乎不以弧秒级 (6 kpc) 变化的质量密度进行的。