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Cosmography from accurate mass modeling of the lens group SDSS J0100+1818: Five sources at three different redshifts
Astronomy & Astrophysics ( IF 5.4 ) Pub Date : 2024-12-18 , DOI: 10.1051/0004-6361/202451209 A. Bolamperti, C. Grillo, G. B. Caminha, G. Granata, S. H. Suyu, R. Cañameras, L. Christensen, J. Vernet, A. Zanella
Astronomy & Astrophysics ( IF 5.4 ) Pub Date : 2024-12-18 , DOI: 10.1051/0004-6361/202451209 A. Bolamperti, C. Grillo, G. B. Caminha, G. Granata, S. H. Suyu, R. Cañameras, L. Christensen, J. Vernet, A. Zanella
Systems where multiple sources at different redshifts are strongly lensed by the same deflector allow one to directly investigate the evolution of the angular diameter distances as a function of redshift, and thus to learn about the geometry of the Universe. We present measurements of the values of the total matter density, Ωm, and of the dark energy equation of state parameter, w, through a detailed strong lensing analysis of SDSS J0100+1818, a group-scale system at z = 0.581 with five lensed sources, from z = 1.698 to 4.95. We take advantage of new spectroscopic data from the Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) on the Very Large Telescope to securely measure the redshift of 65 sources, including the 5 multiply imaged background sources (lensed into a total of 18 multiple images) and 19 galaxies on the deflector plane, all employed to build robust strong lensing models with the software GLEE. The total mass distribution of the deflector is described in a relatively simple way, and includes an extended halo, the brightest group galaxy (BGG) with a measured stellar velocity dispersion of (380.5 ± 4.4) km s−1, and fainter members. We measure in a flat Λ cold dark matter (CDM) model, and and in a flat wCDM model. Given the presence of different sources angularly close in projection, we quantify through a multiplane approach their impact on the inferred values of the cosmological parameters. We obtain consistent median values, with uncertainties for only Ωm increasing by approximately a factor of 1.5. Thanks to the remarkably wide radial interval where the multiple images are observed, ranging from 15 to 77 kpc from the BGG, we accurately measure the total mass profile and infer the stellar over total mass profile of the deflector. They result in a total mass of (1.55 ± 0.01)×1013 M⊙ within 50 kpc and a stellar over total mass profile decreasing from at the BGG effective radius to (6.6 ± 1.1)% at R ≈ 77 kpc. Our results confirm that SDSS J0100+1818 is one of the most massive (lens) galaxies known at intermediate redshift and one of the most distant candidate fossil systems. We also show that group-scale systems that act as lenses for ≥3 background sources at different redshifts enable one to estimate the values of the cosmological parameters Ωm and w with an accuracy that is competitive with that obtained from lens galaxy clusters.
中文翻译:
来自透镜群 SDSS J0100+1818 精确质量模型的宇宙学:三种不同红移的五个光源
不同红移的多个源被同一个偏转器强烈透镜的系统允许人们直接研究角直径距离作为红移函数的演变,从而了解宇宙的几何形状。我们通过对 SDSS J0100+1818 的详细强透镜分析来呈现总物质密度 Ωm 和暗能量状态方程参数 w 的测量值,SDSS J0100+1818 是一个 z = 0.581 的群尺度系统,具有五个透镜光源,从 z = 1.698 到 4.95。我们利用来自甚大望远镜上多单元光谱探测器 (MUSE) 的新光谱数据来安全地测量 65 个光源的红移,包括 5 个多重成像背景光源(透镜化为总共 18 个多重图像)和偏转平面上的 19 个星系,所有这些都用于构建强大的强透镜模型GLEE 软件。偏转器的总质量分布以相对简单的方式描述,包括一个扩展的光晕、测得的恒星速度色散为 (380.5 ± 4.4) km s-1 的最亮星系群 (BGG) 和较暗的成员。我们在平面 Λ 冷暗物质 (CDM) 模型中和 在平面 wCDM 模型中进行测量。鉴于投影中存在角度接近的不同源,我们通过多平面方法量化它们对宇宙学参数推断值的影响。我们获得了一致的中值,只有 Ωm 的不确定性增加了大约 1.5 倍。由于观察到多个图像的径向间隔非常宽,范围从 BGG 到 77 kpc,我们准确地测量了总质量分布并推断出偏转器的恒星总质量分布。它们导致总质量为 (1.55 ± 0.01)×1013 M⊙ 在 50 kpc 以内,恒星在总质量曲线上从 BGG 有效半径处下降到 R ≈ 77 kpc 处的 (6.6 ± 1.1)%。我们的结果证实,SDSS J0100+1818 是已知的中红移质量最大的(透镜)星系之一,也是最遥远的候选化石系统之一。我们还表明,作为不同红移下 ≥3 个背景源透镜的群尺度系统使人们能够估计宇宙学参数 Ωm 和 w 的值,其精度与从透镜星系团中获得的精度相媲美。
更新日期:2024-12-19
中文翻译:
来自透镜群 SDSS J0100+1818 精确质量模型的宇宙学:三种不同红移的五个光源
不同红移的多个源被同一个偏转器强烈透镜的系统允许人们直接研究角直径距离作为红移函数的演变,从而了解宇宙的几何形状。我们通过对 SDSS J0100+1818 的详细强透镜分析来呈现总物质密度 Ωm 和暗能量状态方程参数 w 的测量值,SDSS J0100+1818 是一个 z = 0.581 的群尺度系统,具有五个透镜光源,从 z = 1.698 到 4.95。我们利用来自甚大望远镜上多单元光谱探测器 (MUSE) 的新光谱数据来安全地测量 65 个光源的红移,包括 5 个多重成像背景光源(透镜化为总共 18 个多重图像)和偏转平面上的 19 个星系,所有这些都用于构建强大的强透镜模型GLEE 软件。偏转器的总质量分布以相对简单的方式描述,包括一个扩展的光晕、测得的恒星速度色散为 (380.5 ± 4.4) km s-1 的最亮星系群 (BGG) 和较暗的成员。我们在平面 Λ 冷暗物质 (CDM) 模型中和 在平面 wCDM 模型中进行测量。鉴于投影中存在角度接近的不同源,我们通过多平面方法量化它们对宇宙学参数推断值的影响。我们获得了一致的中值,只有 Ωm 的不确定性增加了大约 1.5 倍。由于观察到多个图像的径向间隔非常宽,范围从 BGG 到 77 kpc,我们准确地测量了总质量分布并推断出偏转器的恒星总质量分布。它们导致总质量为 (1.55 ± 0.01)×1013 M⊙ 在 50 kpc 以内,恒星在总质量曲线上从 BGG 有效半径处下降到 R ≈ 77 kpc 处的 (6.6 ± 1.1)%。我们的结果证实,SDSS J0100+1818 是已知的中红移质量最大的(透镜)星系之一,也是最遥远的候选化石系统之一。我们还表明,作为不同红移下 ≥3 个背景源透镜的群尺度系统使人们能够估计宇宙学参数 Ωm 和 w 的值,其精度与从透镜星系团中获得的精度相媲美。