Gravitasyonel mercekleme güçlü arc olgusu, genel göreliliğin en spektaküler gözlemsel yansımasından biridir. Arka plandaki bir galaksi veya quasar'ın ışığı, ön plandaki kütleli yapı (galaksi kümesi) tarafından bükülür; bu bükülme yeterince büyük olduğunda görüntü yayları (arc), çoklu görüntüler ve Einstein halkaları oluşur. Lens modeli çerçevesinde mercek denklemi: β = θ - α(θ) Burada β kaynak açısal konumu, θ görüntü açısal konumu ve α(θ) defleksiyon açısıdır. Defleksiyon açısı lens kütlesi yoğunluğu dağılımından türetilir: α(θ) = (4G/c²) ∫ Σ(θ') (θ-θ')/|θ-θ'|² d²θ' Burada Σ(θ) projeksiyon kütle yüzey yoğunluğudur. Einstein yarıçapı, lens modeli ve kütle kısıtlamasının temel parametresidir: θ_E = √(4GM D_ls / c² D_l D_s) Burada D_l, D_s ve D_ls sırasıyla gözlemci-lens, gözlemci-kaynak ve lens-kaynak açısal çap uzaklıklarıdır. Einstein yarıçapı içinde kalan projeksiyon kütlesi doğrudan ölçülebilir; bu gravitasyonel mercekleme güçlü arc analizinin en güvenilir kütle ölçüm yöntemi olmasını sağlar. Güçlü mercekleme arklarının lens modeli kurulumu tipik olarak parametre alanını şöyle inceler: - NFW (Navarro-Frenk-White) profili galaksi küme halosunu tanımlar: ρ(r) ∝ 1/(r/r_s)(1+r/r_s)² - Eksenel simetri bozulmaları (harici şear, üçgen etki) için ek terimler eklenir. - Çoklu görüntü sistemi kısıtları (zaman gecikmesi, görüntü konumları) modeli minimize eden parametre setini belirler. Kütle dağılımı kısıtlamaları pratik olarak şöyle elde edilir: herbir çoklu görüntü çifti, lens düzleminde kritik eğrilere kısıt koyar. Yeterli sayıda sistem (5-20 çift) modelinin overdetermined olmasını sağlar; MCMC örnekleme ile posterior dağılım çıkarılır. Son dönem analizler (örneğin Hubble Frontier Fields programı), gravitasyonel mercekleme güçlü arc gözlemlerini zayıf mercekleme istatistikleriyle birleştirerek geniş aralıkta kütle profili rekonstruksiyonu yapmakta ve bu profilleri kozmolojik simülasyonlarla karşılaştırmaktadır. Bu karşılaştırma, karanlık madde profilinin iç eğimi (cusp-core problemi) üzerindeki tartışmayı doğrudan ilgilendirmektedir.