Parâmetros Cosmológicos de Sistemas de Lentes Gravitacionais com Múltiplos Arcos. I. Potenciais de Lente Suaves

Descrevemos uma nova abordagem para a determinação de parâmetros cosmológicos utilizando sistemas de lentes gravitacionais com múltiplos arcos. Exploramos o fato de que um determinado aglomerado pode produzir múltiplos arcos a partir de fontes em uma ampla faixa de desvio para o vermelho. O acoplamento entre o raio crítico de um único arco e a densidade de massa projetada do aglomerado de lente pode ser evitado considerando as posições relativas de dois ou mais arcos. A sensibilidade cosmológica aparece através da relação tamanho angular-desvio para o vermelho. Apresentamos um argumento analítico simples para essa abordagem usando um potencial de aglomerado simétrico em relação ao eixo, em lei de potência. Nesse caso, as posições relativas dos arcos podem ser mostradas como dependendo apenas das proporções das distâncias de tamanho angular da fonte e das distâncias entre a lente e a fonte. Desde que a precisão astrométrica se aproxime (por exemplo, via Telescópio Espacial Hubble) e os desvios para o vermelho dos arcos sejam conhecidos, mostramos que o sistema pode, em princípio, fornecer informações cosmológicas através da relação tamanho angular-desvio para o vermelho. Em seguida, consideramos dados simulados construídos usando uma forma mais geral para o potencial, fontes realistas e uma cosmologia assumida. Apresentamos um método para inverter a lente simultaneamente e extrair os parâmetros cosmológicos. Os dados de entrada necessários são a imagem e os desvios para o vermelho medidos para os arcos. A técnica se baseia na conservação do brilho de superfície em sistemas com lentes gravitacionais. Descobrimos que, para um modelo de lente simples, nossa abordagem pode recuperar os parâmetros cosmológicos assumidos na construção das imagens simuladas.