Новый метод моделирования сильного гравитационного линзирования повысит точность космологии
Астрофизики представили новый подход к моделированию сильного гравитационного линзирования скоплениями галактик. Метод, описанный в статье на arXiv, позволяет создавать изображения линзирования напрямую из данных частиц симуляции, избегая гибридных моделей, которые ранее вносили значительные погрешности.
Традиционные методы часто использовали отдельные модели линз и добавляли случайные фоновые источники, что не учитывало корреляции между структурами на разных красных смещениях. Новый алгоритм объединяет переназначение объёма симуляции с многоплоскостным трассированием лучей, что позволяет сохранять всю крупномасштабную структуру вдоль луча зрения.
Исследователи протестировали метод на данных симуляции IllustrisTNG. Они получили реалистичные изображения линзирования для скоплений галактик и источников на разных красных смещениях. Результаты показали, что некоррелированные структуры на луче зрения могут смещать положения линзированных изображений на несколько угловых секунд.
Кроме того, такие структуры вносят разброс около 6% в площадь первичной критической кривой скопления. При красном смещении источника z=4 общая площадь критической кривой в пределах 100 угловых секунд от минимума потенциала меняется в диапазоне от +20% до -14%.
По словам авторов, новый подход обеспечивает более точные теоретические предсказания для сильного линзирования, что критически важно для космологических измерений, таких как уточнение параметров тёмной энергии и масс тёмной материи. Метод также позволяет использовать однородные симуляционные кубы, что упрощает сравнение с наблюдениями.
Разработка открывает путь к созданию синтетических обзоров неба, которые помогут интерпретировать данные будущих телескопов, включая «Евклид» и Nancy Grace Roman Space Telescope. Это позволит повысить точность космологических выводов и уменьшить систематические ошибки.
