ICE-COLA: simulações rápidas para observáveis de lente fraca

Métodos aproximados para simulações N-corpo completas fornecem uma solução rápida e precisa para o desenvolvimento de catálogos simulados para a modelagem de observáveis de aglomerados de galáxias. Neste artigo, estendemos o ICE-COLA, baseado em uma implementação otimizada do método COLA aproximado, para produzir mapas de lente fraca e catálogos de halos no cone de luz usando uma abordagem integrada e auto-consistente. Mostramos que, apesar da dinâmica aproximada, os catálogos produzidos possibilitam uma modelagem precisa dos observáveis de lente fraca uma década além da escala característica onde o crescimento se torna não linear. Em particular, comparamos o ICE-COLA à simulação N-corpo MICE Grand Challenge para alguns casos fiduciais representativos de pesquisas futuras e descobrimos que, para fontes em desvio vermelho z = 1, seus espectros de potência de convergência concordam dentro de 1% até altos multipolos (ou seja, da ordem de 1000). As correspondentes funções de duas pontas de cisalhamento, ξ+ e ξ−, apresentam precisão similar até 2 e 20 minutos de arco, respectivamente, enquanto o cisalhamento tangencial em torno de uma amostra de lente z = 0,5 é preciso até 4 minutos de arco. Mostramos que tal precisão é estável contra uma resolução angular aumentada dos mapas de lente fraca. Portanto, isso abre a possibilidade de usar métodos aproximados para a modelagem conjunta de aglomerados de galáxias e observáveis de lente fraca e sua covariância em pesquisas de galáxias em andamento e futuras.