An excess of small-scale gravitational lenses observed in galaxy clusters.


Journal

Science (New York, N.Y.)
ISSN: 1095-9203
Titre abrégé: Science
Pays: United States
ID NLM: 0404511

Informations de publication

Date de publication:
11 09 2020
Historique:
received: 09 07 2019
accepted: 27 07 2020
entrez: 11 9 2020
pubmed: 12 9 2020
medline: 12 9 2020
Statut: ppublish

Résumé

Cold dark matter (CDM) constitutes most of the matter in the Universe. The interplay between dark and luminous matter in dense cosmic environments, such as galaxy clusters, is studied theoretically using cosmological simulations. Observations of gravitational lensing are used to characterize the properties of substructures-the small-scale distribution of dark matter-in clusters. We derive a metric, the probability of strong lensing events produced by dark-matter substructure, and compute it for 11 galaxy clusters. The observed cluster substructures are more efficient lenses than predicted by CDM simulations, by more than an order of magnitude. We suggest that systematic issues with simulations or incorrect assumptions about the properties of dark matter could explain our results.

Identifiants

pubmed: 32913099
pii: 369/6509/1347
doi: 10.1126/science.aax5164
doi:

Types de publication

Journal Article Research Support, Non-U.S. Gov't Research Support, U.S. Gov't, Non-P.H.S.

Langues

eng

Sous-ensembles de citation

IM

Pagination

1347-1351

Informations de copyright

Copyright © 2020 The Authors, some rights reserved; exclusive licensee American Association for the Advancement of Science. No claim to original U.S. Government Works.

Auteurs

Massimo Meneghetti (M)

Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Istituto Nazionale di Astrofisica Via Gobetti 93/3, I-40129, Bologna, Italy. massimo.meneghetti@inaf.it.
National Institute for Nuclear Physics, viale Berti Pichat 6/2, I-40127 Bologna, Italy.
Division of Physics, Mathematics, and Astronomy, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA.

Guido Davoli (G)

Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Istituto Nazionale di Astrofisica Via Gobetti 93/3, I-40129, Bologna, Italy.
Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici (CMCC), viale Berti Pichat 6/2, I-40127 Bologna, Italy.

Pietro Bergamini (P)

Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Istituto Nazionale di Astrofisica Via Gobetti 93/3, I-40129, Bologna, Italy.

Piero Rosati (P)

Dipartimento di Fisica e Scienza della Terra, Università di Ferrara, via Saragat 1, I-44122 Ferrara, Italy.
Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Istituto Nazionale di Astrofisica Via Gobetti 93/3, I-40129, Bologna, Italy.

Priyamvada Natarajan (P)

Department of Astronomy, 52 Hillhouse Avenue, Steinbach Hall, Yale University, New Haven, CT 06511, USA.

Carlo Giocoli (C)

Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Istituto Nazionale di Astrofisica Via Gobetti 93/3, I-40129, Bologna, Italy.
Dipartimento di Fisica e Scienza della Terra, Università di Ferrara, via Saragat 1, I-44122 Ferrara, Italy.
Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna, via Gobetti 93/2, 40129 Bologna, Italy.

Gabriel B Caminha (GB)

Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Postbus 800, 9700 AV Groningen, Netherlands.

R Benton Metcalf (RB)

Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna, via Gobetti 93/2, 40129 Bologna, Italy.

Elena Rasia (E)

Osservatorio Astronomico di Trieste, Istituto Nazionale di Astrofisica, Via Tiepolo, 11, I-34131 Trieste, Italy.
Institute for Fundamental Physics of the Universe, Via Beirut 2, 34014 Trieste, Italy.

Stefano Borgani (S)

Osservatorio Astronomico di Trieste, Istituto Nazionale di Astrofisica, Via Tiepolo, 11, I-34131 Trieste, Italy.
Institute for Fundamental Physics of the Universe, Via Beirut 2, 34014 Trieste, Italy.
Department of Physics, University of Trieste, via Tiepolo 11, I-34131 Trieste, Italy.
National Institute for Nuclear Physics, Via Valerio 2, I-34127 Trieste, Italy.

Francesco Calura (F)

Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Istituto Nazionale di Astrofisica Via Gobetti 93/3, I-40129, Bologna, Italy.

Claudio Grillo (C)

Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, via Celoria 16, I-20133 Milano, Italy.
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Lyngbyvej 2, 4. sal 2100 Copenhagen, Denmark.

Amata Mercurio (A)

Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Istituto Nazionale di Astrofisica, Salita Moiariello, 16, I-80131 Napoli, Italy.

Eros Vanzella (E)

Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Istituto Nazionale di Astrofisica Via Gobetti 93/3, I-40129, Bologna, Italy.

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