@misc{10902/36871,
year = {2025},
month = {7},
url = {https://hdl.handle.net/10902/36871},
abstract = {La constante de Hubble, H₀, determina el ritmo de expansión del Universo, y ha sido (y es) una de las medidas más buscadas en cosmología. Se han realizado numerosas exploraciones para medir este parámetro fundamental, que determina el tamaño, la edad y la densidad crítica, Σcrit del Universo. Comprender el impacto de las posibles fuentes de incertidumbre en cada técnica es crucial. En concreto, este trabajo está centrado en las lentes gravitacionales fuertes. A lo largo de las últimas décadas, la cosmografía con retardo temporal en lentes gravitacionales fuertes se ha convertido en una de las técnicas más prometedoras para medir el valor de H₀, aunque todavía queda mucho por descubrir. Las lentes gravitacionales fuertes se refieren al fenómeno en el que la luz de fuentes lejanas se dobla a causa de objetos masivos, como galaxias o cúmulos de galaxias. Este efecto puede producir arcos gigantes e imágenes múltiples de las fuentes del fondo. La propagación de los rayos de luz de una fuente de fondo hasta un observador depende tanto de la longitud geométrica del camino como del potencial gravitatorio (o masa total) que experimenta el rayo de luz. En consecuencia, los rayos de cada imagen múltiple de una misma fuente llegan al observador en distintos momentos. Esto se conoce como retardo temporal. Estos retardos temporales se pueden medir por monitorización fotométrica, cuando la fuente de fondo es un objeto intrínsecamente variable, como los cuásares, y son principalmente sensibles al valor de H₀. Para medir el valor de H₀, se necesita modelar con gran precisión la distribución de masa total de la lente. En este trabajo, se ha explorado el impacto de distintas opciones de modelo y suposiciones en el valor medido de H₀ en un único cúmulo lente, SDSS J1029+2623. Para hacerlo, se ha utilizado un nuevo software de modelización de lentes gravitacionales fuertes, gravity.jl, que es considerablemente más rápido que otras herramientas en el campo. Analizamos 15 modelos de lente para estudiar el efecto de varias fuentes de errores sistemáticos en SDSS J1029+2623, caracterizado por siete sistemas fuertemente lensados, uno de los cuales es un cuásar. El sistema del cuásar muestra tres imágenes múltiples, de las que se ha obtenido un retardo temporal, de unos 744 días. Hemos explorado y cuantificado el efecto de variaciones en el catálogo de galaxias miembro e imágenes múltiples, perfiles de densidad de masa y modelos cosmológicos. El modelo Fiducial produce un valor de la constante de Hubble de H₀ = 93.7±18.8 km s−1Mpc−1; y el modelo Combined, H₀ = 93.7±20.1 km s−1Mpc−1. También hemos inferido valores de los parámetros de densidad de materia media y de la ecuación de estado de la energía oscura, Ωm y w. Los valores del primero van desde Ωm = 0.3 hasta Ωm = 0.5, con elevados errores relativos. El valor de w se infiere en w = −1.1±0.3. Se observa un potencial efecto de una hoja de masa, que puede indicar que hay fuentes de incertidumbre aún por explorar en el modelo, y puede ser la razón por la que los valores de H₀ no coinciden ni con los del Universo temprano ni con los del tardío. Se espera que los avances en instrumentación y un conjunto de datos más extenso mejoren considerablemente los resultados obtenidos de la cosmografía con retardos temporales en cúmulos de galaxias. Las próximas inspecciones de campo amplio pronto descubrirán un muestrario estadístico de sistemas únicos, mientras que las imágenes del infrarrojo cercano nos permitirán identificar más imágenes múltiples que restrinjan los modelos de lente.},
abstract = {The value of the Hubble constant, H₀, which determines the rate of expansion of the Universe, has been one of the most long-sought measurements. Several cosmological probes have been used to measure the value of this fundamental parameter, which sets the size, age or critical density, Σcrit of the Universe. Understanding the impact of the possible systematic uncertainty sources within each technique is crucial. In this work, we have focused on strong lensing. In the last decades, strong lensing time-delay cosmography has become one of the most promising methods to measure the value of H₀, but remains considerably unexplored. Strong-lensing refers to the phenomenon of the bending of light from distant sources caused by intervening massive objects, like galaxies and galaxy clusters. This effect can produce giant arcs and multiple images of background sources. The propagation of light rays from a background source to the observer depends both on the geometrical length of the path and on the gravitational potential (or total mass) experienced by the light ray. As a result, it takes different times, known as time delays, for the light rays to reach the observer from each multiple image of the same source. These time delays can be measured through photometric monitoring, when the background source is an intrinsically time-varying object, such as quasars, and are primarily sensitive to the value of H₀. To measure the value of H₀, one needs to model with high accuracy and precision the total mass distribution of the lens. In this work, we have explored the impact of different modelling choices and assumptions on the measured value of H₀ with a unique lensing cluster, SDSS J1029+2623. To do so, we have used a new strong-lensing modelling software, gravity.jl, which is considerably faster than other tools in the field. We analyse 15 lens models to study the effect of several sources of systematics in SDSS J1029+2623, characterised by seven strongly-lensed systems, one of which is a quasar. The quasar system shows three multiple images for which we have also exploited one measured time delay, of about 744 days time delay. We have explored and quantified the effect of variations in the cluster member catalogue, the multiple images catalogue, mass-density profiles and cosmological models. The Fiducial model yields a value of the Hubble constant of H₀ = 93.7 ± 18.8 km s−1Mpc−1; and the Combined model, H₀ = 93.7 ± 20.1 km s−1Mpc−1. We have also inferred values for the mean matter density and the dark energy equation of state parameters Ωm and w. Values for the first one range between Ωm = 0.3 and Ωm = 0.5, with large relative errors. The value of w is inferred as w = −1.1 ± 0.3. A potential mass sheet effect is observed, which may indicate unexplored uncertainties in the model, that can also be the reason why the inferred values of H₀ are not in agreement with the early or late Universe values. Advances in instrumentation and a larger dataset are expected to highly improve the results obtained from strong lensing time-delay cosmography with galaxy clusters. Upcoming wide-field surveys will soon unveil a statistical sample of such unique systems while high-resolution near-infrared imaging will allow us to identify more multiple images that further constrain the lens models.},
title = {La influencia de incertidumbres sistemáticas en la cosmografía con retardos temporales en cúmulos de galaxias},
author = {Ruiz Ruiz, Elena},
}