Was ist eine Anomalie des Quasar-Flussverhältnisses?

Ein massives Objekt (z. B. eine Galaxie) entlang der Sichtlinie zu einer entfernten hellen Quelle (z. B. einem Quasar ) beugt das Licht auf seinem Weg. Wenn das "Lensing"-Objekt massiv genug ist und die Geometrie stimmt, kann das Hintergrundobjekt als mehrere Quellen gesehen werden. Hier ist zum Beispiel eine Galaxie (zentraler Punkt) und vier Bilder eines einzelnen Quasars:

Für ein gut funktionierendes, schön symmetrisches Objektiv liefern die Positionen der Bilder eine starke Vorhersage für den relativen Fluss (Helligkeit) jedes Bildes . Die Bilder liegen auf einem Ring (mit einem Radius namens "Einstein-Radius" ). Wenn zum Beispiel das obere und das untere Bild im obigen Bild näher am linken Bild erscheinen würden, wäre das rechte Bild relativ schwächer. Systeme, die den vorhergesagten Flussverhältnissen nicht gehorchen, sollen eine Flussverhältnisanomalie aufweisen.

Ein Flussverhältnis kann mehrere Ursachen haben:

• Staub oder andere schwache/diffuse Strukturen entlang der Sichtlinie zu einem der Bilder (aber nicht zu den anderen), wodurch eines der Bilder abgedunkelt wird.
• Wenn die Hintergrundquelle (Quasar) zeitlich veränderlich ist, können die Flussverhältnisse aufgrund der unterschiedlichen Lichtlaufzeiten für die verschiedenen Bilder unterschiedlich sein. Mit anderen Worten, derselbe Hintergrundquasar wird gleichzeitig zu unterschiedlichen Zeiten gesehen.
• Irgendeine asymmetrische Struktur in der Linse oder eine zusätzliche Struktur entlang der Sichtlinie kann die Symmetrie brechen, die die Vorhersagen des Flussverhältnisses an erster Stelle ergab.

Diese letzte Möglichkeit ist von beträchtlichem Interesse, insbesondere wenn die "Unterstruktur", die die Linse (oder entlang der Sichtlinie) stört, ein Halo aus dunkler Materie mit geringer Masse ist ($\lesssim 10^{7}\,{\rm M}_\odot$). Die Existenz dieser Lichthöfe ist eine grundlegende Vorhersage des Standards$\Lambda{\rm CDM}$Theorie der Kosmologie. Umgekehrt wird erwartet, dass solche Halos mit geringer Masse überhaupt nicht existieren$7\,{\rm keV}$sterile Neutrino- Modelle warmer dunkler Materie , der derzeit bevorzugte "Geschmack" warmer dunkler Materie, außer vielleicht für Systeme, die von einer massiveren nahe gelegenen Struktur abgestreift werden. Der Nachweis oder die stark eingeschränkte Nicht-Erkennung eines solchen Halos aus dunkler Materie mit geringer Masse ist daher ein starker Test für die Kosmologie.