Weak-lensing magnification as a probe for the dark universe

Resumen

Las medidas cosmológicas muestran que la expansión del universo se está acelerando. Genéricamente, el agente causante de esta aceleración se llama energía oscura. Sin embargo, la naturaleza de la energía oscura constituye uno de los grandes misterios de la Física. Arrojar luz sobre la naturaleza de la energía oscura requiere la construcción de experimentos que cartografíen grandes volúmenes del universo. Uno de dichos experimentos es el Dark Energy Survey (DES) en el cual esta tesis ha sido desarrollada. Entre las sondas observacionales que pueden desvelar la naturaleza de la energía oscura se encuentran las lentes gravitacionales débiles. El efecto lente gravitacional se produce al curvarse la trayectoria de los fotones por los campos gravitatorios, produciendo la deflexión de los rayos de luz. Entonces, la luz emitida por galaxias fuente lejanas es desviada por la materia localizada entre ellas y el observador. En el caso de fuentes extensas, a mayores del cambio en la posición, esto produce dos efectos observacionales: un aumento isótropo del tamaño (magnificación) y una elongación/contracción a lo largo de un eje (shear). Dado que el brillo superficial se conserva, el aumento isótropo del tamaño debido a la magnificación produce un incremento del flujo observado en las galaxias fuentes. Esto permite ver galaxias que estarían por debajo del umbral de detección si el efecto de lente gravitacional no existiese. Por tanto, cerca de las lentes la densidad de fuentes observada se incrementa. Este efecto se conoce como number-count magnification y permite medir el perfil de convergencia de la muestra seleccionada como lente, que es directamente dependiente del perfil de materia. Esta tesis está dedicada al análisis de la magnificación por lentes gravitacionales débiles en el Dark Energy Survey. Se hacen dos análisis distintos en dos muestras de datos diferentes y con diferentes objetivos: el Science Verification (DES-SV) y el Year 1 (DES-Y1). El análisis realizado en DES-SV tiene como objetivo el desarrollo de técnicas para detectar la señal del efecto number-count magnification y la corrección de sus errores sistemáticos. El análisis de DES-Y1 emplea los métodos desarrollados en la muestra DES-SV para medir el perfil de convergencia de las regiones más vacías del universo –voids y troughs– para usarlas como una nueva sonda cosmológica.