Des anneaux d'Einstein pour observer la distribution de matière noire – ELROND

L’effet de lentille gravitationnelle faible est la principale sonde de la distribution de matière noire dans l’Univers, ce qui en fait l’un des axes majeurs des futurs grands relevés de galaxies tels qu’Euclid et le Legacy Survey of Space and Time. La méthode standard de mesure du lentillage faible, appelée cisaillement cosmique, consiste à observer l’alignement apparent des galaxies qui résulte de la déviation cohérente de la lumière par les grandes structures de l’Univers. Cette technique est toutefois limitée par notre ignorance de la forme et de l’orientation intrinsèque des galaxies. Le projet ELROND propose d’utiliser des anneaux d’Einstein comme “formes standards” pour mesurer le cisaillement cosmique sans souffrir des erreurs systématiques inévitablement liées à l’utilisation des galaxies comme sources lumineuses. Il permettra à terme de produire une mesure indépendante du paramètre cosmologique S8 et offrira de nouvelles sondes de la distribution de matière noire aux petites échelles.

L’idée sous-jacente à ELROND est solidement motivée par des études théoriques (Birrer et al. 2017, Fleury et al. 2021) et sa faisabilité a déjà été démontrée sur des images simulées d’anneaux d’Einstein (Hogg et al. 2023). Le projet comporte trois axes quasi indépendants. Premièrement, nous évaluerons le potentiel cosmologique des anneaux comme sondes du cisaillement cosmique, en calculant le gain de précision et de justesse qui résulterait de leur utilisation pour la mesure de S8 dans le cadre d’Euclid. Deuxièmement, nous confirmerons la mesurabilité du cisaillement de ligne de visée sur des images réelles d’anneaux d’Einstein, et nous l’appliquerons aux données du relevé COSMOS-Web du James Webb Space Telescope. Troisièmement, nous explorerons la détectabilité des perturbations de ligne de visée au-delà du cisaillement, telles que la flexion, et nous étudierons leur capacité à révéler les propriétés de la distribution de matière noire aux petites échelles.