Un nuevo estudio ha analizado la forma de los perfiles tridimensionales y proyectados de halos de materia oscura, extraídos de simulaciones cosmológicas $N$-body. El trabajo se centra en el modelo cosmológico estándar $\Lambda$CDM y en cosmologías no estándar, incluyendo neutrinos masivos, gravedad $f(\mathcal{R})$ y energía oscura dinámica. Este análisis es crucial para la misión Euclid, ya que cuantifica la huella diferencial de la física no estándar en la estructura de los halos, un aspecto fundamental para los estudios de lentes gravitacionales débiles de cúmulos que realizará el telescopio espacial.

Los investigadores utilizaron las suites de simulaciones DUSTGRAIN-PF y DEMNUni, comparando perfiles de densidad, masa, dispersión de velocidad y densidad de superficie en exceso hasta $5\,r_{500{ m c}}$. El análisis principal se realizó a un corrimiento al rojo $z=1.1$, un régimen de alto $z$ donde la relación señal-ruido de las lentes gravitacionales débiles comienza a degradarse, proporcionando una prueba de estrés conservadora para la detectabilidad. En halos de baja masa ($M_{ m 200c}<7 imes10^{13}\,M_\odot$), la gravedad $f(\mathcal{R})$ produce desviaciones de alrededor del $10\,\%$ en los perfiles proyectados y tridimensionales, especialmente en las regiones exteriores donde el apantallamiento es menos eficiente. Los neutrinos masivos reducen parcialmente esta señal, reflejando la competencia entre el "free streaming" y el crecimiento mejorado por la quinta fuerza.

Las cosmologías con energía oscura dinámica y neutrinos masivos inducen generalmente desviaciones menores, de unos pocos por ciento, con los mayores efectos encontrados nuevamente en halos de baja masa y en radios grandes. Bajo suposiciones simplificadas para las lentes gravitacionales débiles de Euclid, la detección de estas diferencias de perfil a $z=1.1$ requeriría apilamientos de aproximadamente $10^5$ halos, mientras que unos pocos miles de halos podrían ser suficientes a $z\lesssim0.5$. Esto subraya la necesidad de integrar un modelado preciso de estos efectos no estándar en cualquier análisis de verosimilitud que involucre masas de lentes gravitacionales débiles de Euclid, para evitar sesgos sistemáticos no despreciables. Las relaciones concentración-masa muestran una dependencia cosmológica más débil, típicamente a un nivel de aproximadamente el $5\,\%$.