Euclid: Photometric redshift calibration with the clustering redshifts technique
Este artículo demuestra que la técnica de corrimientos al rojo por agrupamiento, que utiliza el agrupamiento angular a pequeña escala y muestras de referencia espectroscópicas de BOSS, DESI y Euclid NISP, puede restringir con éxito los corrimientos al rojo medios de los bins tomográficos de Euclid para cumplir con los estrictos requisitos de precisión de la misión de σ(⟨z⟩)<0.002(1+z) mediante la optimización de la tubería de procesamiento y el tratamiento de sesgos como la distribución de galaxias en el halo 1.
Autores originales: W. d'Assignies (Institut de Física d'Altes Energies), M. Manera (Serra Húnter Fellow, Departament de Física, Universitat Autònoma de Barcelona, E-08193 Bellaterra, Spain, Institut de Física d'Altes Energies), C. Padilla (Institut de Física d'Altes Energies), O. Ilbert (Aix-Marseille Université, CNRS, CNES, LAM, Marseille, France), H. Hildebrandt (Ruhr University Bochum, Faculty of Physics and Astronomy, Astronomical Institute), L. Reynolds (Institut de Física d'Altes Energies, Departament de Física, Universitat Autònoma de Barcelona, 08193 Bellaterra), J. Chaves-Montero (Institut de Física d'Altes Energies), A. H. Wright (Ruhr University Bochum, Faculty of Physics and Astronomy, Astronomical Institute), P. Tallada-Crespí (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, Port d'Informació Científica, Campus UAB, C. Albareda s/n, 08193 Bellaterra), M. Eriksen (Institut de Física d'Altes Energies, Port d'Informació Científica, Campus UAB, C. Albareda s/n, 08193 Bellaterra), J. Carretero (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, Port d'Informació Científica, Campus UAB, C. Albareda s/n, 08193 Bellaterra), W. Roster (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Giessenbachstr. 1, 85748 Garching, Germany), Y. Kang (Department of Astronomy, University of Geneva, ch. d'Ecogia 16, 1290 Versoix, Switzerland), K. Naidoo (Institute of Cosmology and Gravitation, University of Portsmouth, Portsmouth PO1 3FX, UK), R. Miquel (Institut de Física d'Altes Energies, Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats), B. Altieri (ESAC/ESA, Camino Bajo del Castillo, s/n., Urb. Villafranca del Castillo, 28692 Villanueva de la Cañada, Madrid, Spain), A. Amara (School of Mathematics and Physics, University of Surrey, Guildford, Surrey, GU2 7XH, UK), S. Andreon (INAF-Osservatorio Astronomico di Brera, Via Brera 28, 20122 Milano, Italy), N. Auricchio (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), C. Baccigalupi (IFPU, Institute for Fundamental Physics of the Universe, via Beirut 2, 34151 Trieste, Italy, INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy, INFN, Sezione di Trieste, Via Valerio 2, 34127 Trieste TS, Italy, SISSA, International School for Advanced Studies, Via Bonomea 265, 34136 Trieste TS, Italy), D. Bagot (Centre National d'Etudes Spatiales -- Centre spatial de Toulouse, 18 avenue Edouard Belin, 31401 Toulouse Cedex 9, France), M. Baldi (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna, Via Gobetti 93/2, 40129 Bologna, Italy, INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy, INFN-Sezione di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy), A. Balestra (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Via dell'Osservatorio 5, 35122 Padova, Italy), S. Bardelli (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), P. Battaglia (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), A. Biviano (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy, IFPU, Institute for Fundamental Physics of the Universe, via Beirut 2, 34151 Trieste, Italy), E. Branchini (Dipartimento di Fisica, Università di Genova, Via Dodecaneso 33, 16146, Genova, Italy, INFN-Sezione di Genova, Via Dodecaneso 33, 16146, Genova, Italy, INAF-Osservatorio Astronomico di Brera, Via Brera 28, 20122 Milano, Italy), M. Brescia (Department of Physics "E. Pancini", University Federico II, Via Cinthia 6, 80126, Napoli, Italy, INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Via Moiariello 16, 80131 Napoli, Italy), S. Camera (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Torino, Via P. Giuria 1, 10125 Torino, Italy, INFN-Sezione di Torino, Via P. Giuria 1, 10125 Torino, Italy, INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino, Via Osservatorio 20, 10025 Pino Torinese), V. Capobianco (INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino, Via Osservatorio 20, 10025 Pino Torinese), C. Carbone (INAF-IASF Milano, Via Alfonso Corti 12, 20133 Milano, Italy), V. F. Cardone (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Via Frascati 33, 00078 Monteporzio Catone, Italy, INFN-Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro, 2 - c/o Dipartimento di Fisica, Edificio G. Marconi, 00185 Roma, Italy), S. Casas (Institute for Theoretical Particle Physics and Cosmology), F. J. Castander (Institute of Space Sciences, Institut d'Estudis Espacials de Catalunya), M. Castellano (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Via Frascati 33, 00078 Monteporzio Catone, Italy), G. Castignani (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), S. Cavuoti (INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Via Moiariello 16, 80131 Napoli, Italy, INFN section of Naples, Via Cinthia 6, 80126, Napoli, Italy), K. C. Chambers (Institute for Astronomy, University of Hawaii, 2680 Woodlawn Drive, Honolulu, HI 96822, USA), A. Cimatti (Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi" - Alma Mater Studiorum Università di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy), C. Colodro-Conde (Instituto de Astrofísica de Canarias, Vía Láctea, 38205 La Laguna, Tenerife, Spain), G. Congedo (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Blackford Hill, Edinburgh EH9 3HJ, UK), C. J. Conselice (Jodrell Bank Centre for Astrophysics, Department of Physics and Astronomy, University of Manchester, Oxford Road, Manchester M13 9PL, UK), L. Conversi (European Space Agency/ESRIN, Largo Galileo Galilei 1, 00044 Frascati, Roma, Italy, ESAC/ESA, Camino Bajo del Castillo, s/n., Urb. Villafranca del Castillo, 28692 Villanueva de la Cañada, Madrid, Spain), Y. Copin (Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I Lyon, UMR 5822, Villeurbanne, F-69100, France), F. Courbin (Institut de Ciències del Cosmos, Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats), H. M. Courtois (UCB Lyon 1, CNRS/IN2P3, IUF, IP2I Lyon, 4 rue Enrico Fermi, 69622 Villeurbanne, France), M. Crocce (Institute of Space Sciences, Institut d'Estudis Espacials de Catalunya), A. Da Silva (Departamento de Física, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, Edifício C8, Campo Grande, PT1749-016 Lisboa, Portugal, Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, Campo Grande, 1749-016 Lisboa, Portugal), H. Degaudenzi (Department of Astronomy, University of Geneva, ch. d'Ecogia 16, 1290 Versoix, Switzerland), S. de la Torre (Aix-Marseille Université, CNRS, CNES, LAM, Marseille, France), G. De Lucia (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy), M. Douspis (Université Paris-Saclay, CNRS, Institut d'astrophysique spatiale, 91405, Orsay, France), X. Dupac (ESAC/ESA, Camino Bajo del Castillo, s/n., Urb. Villafranca del Castillo, 28692 Villanueva de la Cañada, Madrid, Spain), A. Ealet (Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I Lyon, UMR 5822, Villeurbanne, F-69100, France), S. Escoffier (Aix-Marseille Université, CNRS/IN2P3, CPPM, Marseille, France), M. Farina (INAF-Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, via del Fosso del Cavaliere, 100, 00100 Roma, Italy), F. Faustini (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Via Frascati 33, 00078 Monteporzio Catone, Italy, Space Science Data Center, Italian Space Agency, via del Politecnico snc, 00133 Roma, Italy), S. Ferriol (Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I Lyon, UMR 5822, Villeurbanne, F-69100, France), F. Finelli (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy, INFN-Bologna, Via Irnerio 46, 40126 Bologna, Italy), P. Fosalba (Institut d'Estudis Espacials de Catalunya, Institute of Space Sciences), S. Fotopoulou (School of Physics, HH Wills Physics Laboratory, University of Bristol, Tyndall Avenue, Bristol, BS8 1TL, UK), M. Frailis (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy), E. Franceschi (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), M. Fumana (INAF-IASF Milano, Via Alfonso Corti 12, 20133 Milano, Italy), S. Galeotta (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy), K. George (Universitäts-Sternwarte München, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München, Scheinerstrasse 1, 81679 München, Germany), B. Gillis (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Blackford Hill, Edinburgh EH9 3HJ, UK), C. Giocoli (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy, INFN-Sezione di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy), P. Gómez-Alvarez (FRACTAL S.L.N.E., calle Tulipán 2, Portal 13 1A, 28231, Las Rozas de Madrid, Spain, ESAC/ESA, Camino Bajo del Castillo, s/n., Urb. Villafranca del Castillo, 28692 Villanueva de la Cañada, Madrid, Spain), J. Gracia-Carpio (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Giessenbachstr. 1, 85748 Garching, Germany), A. Grazian (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Via dell'Osservatorio 5, 35122 Padova, Italy), F. Grupp (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Giessenbachstr. 1, 85748 Garching, Germany, Universitäts-Sternwarte München, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München, Scheinerstrasse 1, 81679 München, Germany), W. Holmes (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, 4800 Oak Grove Drive, Pasadena, CA, 91109, USA), I. M. Hook (Department of Physics, Lancaster University, Lancaster, LA1 4YB, UK), A. Hornstrup (Technical University of Denmark, Elektrovej 327, 2800 Kgs. Lyngby, Denmark, Cosmic Dawn Center), K. Jahnke (Max-Planck-Institut für Astronomie, Königstuhl 17, 69117 Heidelberg, Germany), M. Jhabvala (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD 20771, USA), B. Joachimi (Department of Physics and Astronomy, University College London, Gower Street, London WC1E 6BT, UK), E. Keihänen (Department of Physics and Helsinki Institute of Physics, Gustaf Hällströmin katu 2, 00014 University of Helsinki, Finland), S. Kermiche (Aix-Marseille Université, CNRS/IN2P3, CPPM, Marseille, France), A. Kiessling (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, 4800 Oak Grove Drive, Pasadena, CA, 91109, USA), B. Kubik (Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I Lyon, UMR 5822, Villeurbanne, F-69100, France), M. Kümmel (Universitäts-Sternwarte München, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München, Scheinerstrasse 1, 81679 München, Germany), M. Kunz (Université de Genève, Département de Physique Théorique and Centre for Astroparticle Physics, 24 quai Ernest-Ansermet, CH-1211 Genève 4, Switzerland), H. Kurki-Suonio (Department of Physics, P.O. Box 64, 00014 University of Helsinki, Finland, Helsinki Institute of Physics, Gustaf Hällströmin katu 2, University of Helsinki, Helsinki, Finland), O. Lahav (Department of Physics and Astronomy, University College London, Gower Street, London WC1E 6BT, UK), A. M. C. Le Brun (Laboratoire d'etude de l'Univers et des phenomenes eXtremes, Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, CNRS, 92190 Meudon, France), S. Ligori (INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino, Via Osservatorio 20, 10025 Pino Torinese), P. B. Lilje (Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo, P.O. Box 1029 Blindern, 0315 Oslo, Norway), V. Lindholm (Department of Physics, P.O. Box 64, 00014 University of Helsinki, Finland, Helsinki Institute of Physics, Gustaf Hällströmin katu 2, University of Helsinki, Helsinki, Finland), I. Lloro (SKA Observatory, Jodrell Bank, Lower Withington, Macclesfield, Cheshire SK11 9FT, UK), G. Mainetti (Centre de Calcul de l'IN2P3/CNRS, 21 avenue Pierre de Coubertin 69627 Villeurbanne Cedex, France), D. Maino (Dipartimento di Fisica "Aldo Pontremoli", Università degli Studi di Milano, Via Celoria 16, 20133 Milano, Italy, INAF-IASF Milano, Via Alfonso Corti 12, 20133 Milano, Italy, INFN-Sezione di Milano, Via Celoria 16, 20133 Milano, Italy), E. Maiorano (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), O. Mansutti (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy), S. Marcin (University of Applied Sciences and Arts of Northwestern Switzerland, School of Computer Science, 5210 Windisch, Switzerland), O. Marggraf (Universität Bonn, Argelander-Institut für Astronomie, Auf dem Hügel 71, 53121 Bonn, Germany), K. Markovic (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, 4800 Oak Grove Drive, Pasadena, CA, 91109, USA), M. Martinelli (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Via Frascati 33, 00078 Monteporzio Catone, Italy, INFN-Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro, 2 - c/o Dipartimento di Fisica, Edificio G. Marconi, 00185 Roma, Italy), N. Martinet (Aix-Marseille Université, CNRS, CNES, LAM, Marseille, France), F. Marulli (Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi" - Alma Mater Studiorum Università di Bologna, via Piero Gobetti 93/2, 40129 Bologna, Italy, INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy, INFN-Sezione di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy), R. Massey (Department of Physics, Institute for Computational Cosmology, Durham University, South Road, Durham, DH1 3LE, UK), D. C. Masters (Infrared Processing and Analysis Center, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA), E. Medinaceli (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), S. Mei (Université Paris Cité, CNRS, Astroparticule et Cosmologie, 75013 Paris, France, CNRS-UCB International Research Laboratory, Centre Pierre Binétruy, IRL2007, CPB-IN2P3, Berkeley, USA), M. Melchior (University of Applied Sciences and Arts of Northwestern Switzerland, School of Engineering, 5210 Windisch, Switzerland), Y. Mellier (Institut d'Astrophysique de Paris, 98bis Boulevard Arago, 75014, Paris, France, Institut d'Astrophysique de Paris, UMR 7095, CNRS, and Sorbonne Université, 98 bis boulevard Arago, 75014 Paris, France), M. Meneghetti (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy, INFN-Sezione di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy), E. Merlin (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Via Frascati 33, 00078 Monteporzio Catone, Italy), G. Meylan (Institute of Physics, Laboratory of Astrophysics, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne), A. Mora (Telespazio UK S.L. for European Space Agency), M. Moresco (Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi" - Alma Mater Studiorum Università di Bologna, via Piero Gobetti 93/2, 40129 Bologna, Italy, INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), L. Moscardini (Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi" - Alma Mater Studiorum Università di Bologna, via Piero Gobetti 93/2, 40129 Bologna, Italy, INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy, INFN-Sezione di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy), C. Neissner (Institut de Física d'Altes Energies, Port d'Informació Científica, Campus UAB, C. Albareda s/n, 08193 Bellaterra), S. -M. Niemi (European Space Agency/ESTEC, Keplerlaan 1, 2201 AZ Noordwijk, The Netherlands), S. Paltani (Department of Astronomy, University of Geneva, ch. d'Ecogia 16, 1290 Versoix, Switzerland), F. Pasian (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy), K. Pedersen (DARK, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Jagtvej 155, 2200 Copenhagen, Denmark), V. Pettorino (European Space Agency/ESTEC, Keplerlaan 1, 2201 AZ Noordwijk, The Netherlands), S. Pires (Université Paris-Saclay, Université Paris Cité, CEA, CNRS, AIM, 91191, Gif-sur-Yvette, France), G. Polenta (Space Science Data Center, Italian Space Agency, via del Politecnico snc, 00133 Roma, Italy), M. Poncet (Centre National d'Etudes Spatiales -- Centre spatial de Toulouse, 18 avenue Edouard Belin, 31401 Toulouse Cedex 9, France), L. A. Popa (Institute of Space Science, Str. Atomistilor, nr. 409 Măgurele, Ilfov, 077125, Romania), L. Pozzetti (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), F. Raison (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Giessenbachstr. 1, 85748 Garching, Germany), R. Rebolo (Instituto de Astrofísica de Canarias, Vía Láctea, 38205 La Laguna, Tenerife, Spain, Consejo Superior de Investigaciones Cientificas, Calle Serrano 117, 28006 Madrid, Spain, Universidad de La Laguna, Departamento de Astrofísica, 38206 La Laguna, Tenerife, Spain), A. Renzi (Dipartimento di Fisica e Astronomia "G. Galilei", Università di Padova, Via Marzolo 8, 35131 Padova, Italy, INFN-Padova, Via Marzolo 8, 35131 Padova, Italy), J. Rhodes (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, 4800 Oak Grove Drive, Pasadena, CA, 91109, USA), G. Riccio (INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Via Moiariello 16, 80131 Napoli, Italy), E. Romelli (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy), M. Roncarelli (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), E. Rossetti (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna, Via Gobetti 93/2, 40129 Bologna, Italy), R. Saglia (Universitäts-Sternwarte München, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München, Scheinerstrasse 1, 81679 München, Germany, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Giessenbachstr. 1, 85748 Garching, Germany), Z. Sakr (Institut für Theoretische Physik, University of Heidelberg, Philosophenweg 16, 69120 Heidelberg, Germany, Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Université St Joseph, Faculty of Sciences, Beirut, Lebanon), D. Sapone (Departamento de Física, FCFM, Universidad de Chile, Blanco Encalada 2008, Santiago, Chile), B. Sartoris (Universitäts-Sternwarte München, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München, Scheinerstrasse 1, 81679 München, Germany, INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy), J. A. Schewtschenko (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Blackford Hill, Edinburgh EH9 3HJ, UK), P. Schneider (Universität Bonn, Argelander-Institut für Astronomie, Auf dem Hügel 71, 53121 Bonn, Germany), T. Schrabback (Universität Innsbruck, Institut für Astro- und Teilchenphysik, Technikerstr. 25/8, 6020 Innsbruck, Austria), A. Secroun (Aix-Marseille Université, CNRS/IN2P3, CPPM, Marseille, France), E. Sefusatti (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy, IFPU, Institute for Fundamental Physics of the Universe, via Beirut 2, 34151 Trieste, Italy, INFN, Sezione di Trieste, Via Valerio 2, 34127 Trieste TS, Italy), G. Seidel (Max-Planck-Institut für Astronomie, Königstuhl 17, 69117 Heidelberg, Germany), M. Seiffert (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, 4800 Oak Grove Drive, Pasadena, CA, 91109, USA), S. Serrano (Institut d'Estudis Espacials de Catalunya, Satlantis, University Science Park, Sede Bld 48940, Leioa-Bilbao, Spain, Institute of Space Sciences), P. Simon (Universität Bonn, Argelander-Institut für Astronomie, Auf dem Hügel 71, 53121 Bonn, Germany), C. Sirignano (Dipartimento di Fisica e Astronomia "G. Galilei", Università di Padova, Via Marzolo 8, 35131 Padova, Italy, INFN-Padova, Via Marzolo 8, 35131 Padova, Italy), G. Sirri (INFN-Sezione di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy), A. Spurio Mancini (Department of Physics, Royal Holloway, University of London, TW20 0EX, UK), L. Stanco (INFN-Padova, Via Marzolo 8, 35131 Padova, Italy), J. Steinwagner (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Giessenbachstr. 1, 85748 Garching, Germany), D. Tavagnacco (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy), A. N. Taylor (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Blackford Hill, Edinburgh EH9 3HJ, UK), H. I. Teplitz (Infrared Processing and Analysis Center, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA), I. Tereno (Departamento de Física, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, Edifício C8, Campo Grande, PT1749-016 Lisboa, Portugal, Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, Tapada da Ajuda, 1349-018 Lisboa, Portugal), N. Tessore (Department of Physics and Astronomy, University College London, Gower Street, London WC1E 6BT, UK), S. Toft (Cosmic Dawn Center, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Jagtvej 128, 2200 Copenhagen, Denmark), R. Toledo-Moreo (Universidad Politécnica de Cartagena, Departamento de Electrónica y Tecnología de Computadoras, Plaza del Hospital 1, 30202 Cartagena, Spain), F. Torradeflot (Port d'Informació Científica, Campus UAB, C. Albareda s/n, 08193 Bellaterra, Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas), A. Tsyganov (Centre for Information Technology, University of Groningen, P.O. Box 11044, 9700 CA Groningen, The Netherlands), I. Tutusaus (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie), L. Valenziano (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy, INFN-Bologna, Via Irnerio 46, 40126 Bologna, Italy), J. Valiviita (Department of Physics, P.O. Box 64, 00014 University of Helsinki, Finland, Helsinki Institute of Physics, Gustaf Hällströmin katu 2, University of Helsinki, Helsinki, Finland), T. Vassallo (Universitäts-Sternwarte München, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München, Scheinerstrasse 1, 81679 München, Germany, INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy), G. Verdoes Kleijn (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, PO Box 800, 9700 AV Groningen, The Netherlands), Y. Wang (Infrared Processing and Analysis Center, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA), J. Weller (Universitäts-Sternwarte München, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München, Scheinerstrasse 1, 81679 München, Germany, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Giessenbachstr. 1, 85748 Garching, Germany), G. Zamorani (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), E. Zucca (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), M. Bolzonella (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), C. Burigana (INAF, Istituto di Radioastronomia, Via Piero Gobetti 101, 40129 Bologna, Italy, INFN-Bologna, Via Irnerio 46, 40126 Bologna, Italy), L. Gabarra (Department of Physics, Oxford University, Keble Road, Oxford OX1 3RH, UK), J. Martín-Fleitas (Aurora Technology for European Space Agency), I. Risso (INAF-Osservatorio Astronomico di Brera, Via Brera 28, 20122 Milano, Italy, and INFN-Sezione di Genova, Via Dodecaneso 33, 16146, Genova, Italy), V. Scottez (Institut d'Astrophysique de Paris, 98bis Boulevard Arago, 75014, Paris, France, ICL, Junia, Université Catholique de Lille, LITL, 59000 Lille, France), M. Viel (IFPU, Institute for Fundamental Physics of the Universe, via Beirut 2, 34151 Trieste, Italy, INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy, SISSA, International School for Advanced Studies, Via Bonomea 265, 34136 Trieste TS, Italy, INFN, Sezione di Trieste, Via Valerio 2, 34127 Trieste TS, Italy, ICSC - Centro Nazionale di Ricerca in High Performance Computing, Big Data e Quantum Computing, Via Magnanelli 2, Bologna, Italy)
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Imagina el telescopio espacial Euclid como una cámara masiva y de alta velocidad que toma una fotografía panorámica de miles de millones de galaxias a través del universo. Para comprender la historia del universo: cómo se expande, cómo funciona la energía oscura y cómo la materia oscura lo mantiene unido, los científicos necesitan saber no solo dónde están estas galaxias, sino qué tan lejos están.
En astronomía, la distancia se mide mediante el "corrimiento al rojo" (cuánto se ha estirado la luz de una galaxia a medida que el universo se expande). Sin embargo, obtener una distancia exacta para cada galaxia individual es como intentar entrevistar a cada persona en un estadio abarrotado; es demasiado lento y costoso. En su lugar, los astrónomos utilizan un método de "mejor suposición" basado en el color de la galaxia (corrimiento al rojo fotométrico). Pero estas suposiciones pueden ser borrosas, como una fotografía tomada en la niebla.
Este artículo trata sobre una nueva y más nítida forma de disipar esa niebla utilizando una técnica llamada corrimientos al rojo por agrupamiento.
La idea central: La analogía del "invitado a la fiesta"
Piensa en el universo como una fiesta gigantesca.
- Las galaxias fotométricas son los invitados que podemos ver desde lejos, pero no sabemos exactamente quiénes son ni de dónde vienen. Solo sabemos que están en la sala.
- Las galaxias espectroscópicas son un pequeño grupo de VIPs que han sido entrevistados exhaustivamente. Conocemos sus nombres exactos, edades y ciudades natales (sus distancias precisas).
El problema es: tenemos una multitud enorme de "invitados misteriosos" (fotométricos) y necesitamos averiguar su edad y distancia promedio. No podemos entrevistarlos a todos.
La solución de los corrimientos al rojo por agrupamiento:
En lugar de entrevistar a los invitados misteriosos, observamos cómo se colocan cerca de los VIPs.
- Si un invitado misterioso está parado justo al lado de un VIP de "Ciudad de Corrimiento al Rojo 1", es muy probable que el invitado misterioso también sea de "Ciudad de Corrimiento al Rojo 1".
- Si están parados cerca de un VIP de "Ciudad de Corrimiento al Rojo 2", es probable que también sean de allí.
Al medir qué tan estrechamente se agrupan los invitados misteriosos alrededor de los VIPs conocidos a diferentes distancias, podemos reconstruir estadísticamente la verdadera distribución de distancias de toda la multitud.
Qué hizo este artículo
Los autores no solo teorizaron sobre esto; construyeron un universo virtual masivo (llamado la "simulación Flagship 2") para probar si este método funcionaba lo suficientemente bien para la misión Euclid. Crearon un universo falso con 4 billones de partículas y miles de millones de galaxias, luego ejecutaron su prueba de "agrupamiento" para ver si podían recuperar las distancias reales.
Aquí están los hallazgos clave, explicados de forma sencilla:
1. El problema del "halo único" (el problema de la "unidad familiar")
A escalas muy pequeñas, las galaxias a menudo viven en grupos o "halos" (como familias que viven en la misma casa). A veces, diferentes tipos de galaxias (como las rojas y las azules) no se mezclan bien dentro de estas unidades familiares diminutas.
- La solución: El equipo descubrió que si miraban galaxias demasiado cerca entre sí (menos de 1,5 millones de años luz), las matemáticas se volvían desordenadas e inexactas debido a estas dinámicas familiares. Decidieron ignorar a los "vecinos cercanos" y solo observar galaxias que están un poco más separadas. Esto hizo que los resultados fueran mucho más limpios.
2. Encontrar el nivel de "zoom" correcto
Al igual que al tomar una fotografía, necesitas el nivel de zoom adecuado.
- Demasiado acercado: Ves demasiado ruido y peculiaridades familiares (el problema del halo único).
- Demasiado alejado: Pierdes el detalle necesario para distinguir a los VIPs de la multitud.
- El punto ideal: Descubrieron que observar escalas entre 1,5 y 5 millones de años luz era el equilibrio perfecto. Les dio la señal más clara sin el ruido.
3. Corregir el "sesgo" (el problema del peso)
En esta analogía, algunos tipos de galaxias son "más pesados" (más agrupados) que otros. Si no tienes en cuenta este peso, tu cálculo de distancia estará equivocado.
- La innovación: El artículo introdujo una nueva y mejor forma de medir este "peso" (sesgo de galaxias) para los invitados misteriosos. Probaron varios métodos y encontraron uno (llamado M3) que funcionó casi tan bien como conocer las distancias reales perfectamente. Es como tener una balanza muy precisa para pesar a los invitados misteriosos sin tener que pesarlos individualmente.
4. El resultado: Cumplir el objetivo
La misión Euclid tiene una regla estricta: la suposición de distancia promedio para cualquier grupo de galaxias debe ser precisa dentro de un margen de error diminuto (menos del 0,2% de la distancia).
- El veredicto: Utilizando su método optimizado, el equipo logró alcanzar este objetivo. Pudieron reconstruir la verdadera distribución de distancias de las galaxias con alta precisión. De hecho, sus resultados fueron mejores que los intentos anteriores, demostrando que este método de "invitado a la fiesta" es robusto y está listo para los datos reales de Euclid.
Por qué esto es importante
Este artículo es esencialmente una "prueba de estrés" para una herramienta crítica. Antes de que lleguen los datos reales del telescopio Euclid, los científicos necesitaban saber: ¿Podemos confiar en este método de agrupamiento para darnos las respuestas correctas?
La respuesta es sí. Demostraron que al elegir cuidadosamente qué galaxias comparar, ignorando a las "demasiado cercanas" y utilizando una nueva forma de ponderar los datos, pueden mapear la estructura del universo con la precisión necesaria para resolver los misterios de la energía oscura y la materia oscura.
En resumen: Construyeron un universo virtual, probaron una nueva forma de medir distancias cósmicas observando cómo se agrupan las galaxias, corrigieron los errores que encontraron y demostraron que este método es lo suficientemente preciso para ayudarnos a comprender el destino del universo.
Resumen Técnico: Euclid: Rendimiento de la calibración de corrimientos al rojo fotométricos con la técnica de corrimientos al rojo por agrupamiento en la simulación Flagship 2
Enunciado del Problema
La precisión de las restricciones cosmológicas derivadas de sondeos de imágenes como Euclid depende críticamente de la estimación precisa de la distribución de corrimiento al rojo, n(z), para los bins tomográficos de galaxias. Específicamente, la incertidumbre sobre el corrimiento al rojo medio, σ(⟨z⟩), debe mantenerse por debajo de 0.002(1+z) con un 68% de confianza para cumplir con los requisitos científicos de Euclid. Aunque los corrimientos al rojo espectroscópicos son precisos, son demasiado costosos de obtener para los miles de millones de galaxias en los sondeos de imágenes. Los corrimientos al rojo fotométricos (photo-z) ofrecen una solución, pero sufren de degeneraciones entre colores y corrimientos al rojo, así como de limitaciones en las muestras de entrenamiento representativas. Las técnicas de corrimiento al rojo por agrupamiento (clustering-z) ofrecen una alternativa al inferir estadísticamente las distribuciones de corrimiento al rojo mediante las correlaciones cruzadas angulares entre muestras fotométricas y muestras espectroscópicas con corrimientos al rojo seguros. Sin embargo, estudios anteriores (por ejemplo, Naidoo et al. 2023) identificaron sesgos sistemáticos residuales, particularmente a altos corrimientos al rojo, y destacaron desafíos en la medición del sesgo de galaxias fotométricas y en la modelización de efectos de agrupamiento a pequeña escala.
Metodología
Este estudio evalúa la efectividad de la técnica de corrimiento al rojo por agrupamiento utilizando 5000 deg2 de datos simulados de la simulación Euclid Flagship 2 (Castander et al. 2025). Los autores generaron muestras simuladas realistas para galaxias fotométricas de Euclid, galaxias espectroscópicas de Euclid NISP y trazadores espectroscópicos externos (BOSS, DESI y 4MOST).
La metodología incluyó:
- Optimización de la Tubería: Los autores probaron varios componentes de la tubería de clustering-z, incluidos diferentes estimadores de correlación angular, rangos de escala y esquemas de ponderación.
- Corrección de Sesgo: Un enfoque principal fue desarrollar y probar nuevos métodos para medir el sesgo de galaxias fotométricas (bp), que es la limitación principal de la técnica. Introdujeron métodos (M3 y M4) que miden el sesgo en bins de photo-z más pequeños e interpolan la evolución, comparándolos con métodos existentes (M0–M2) y una "corrección completa" idealizada (M5) que utiliza corrimientos al rojo verdaderos.
- Análisis de Errores Sistemáticos: El estudio investigó varias fuentes de sesgo sistemático:
- Efectos a pequeña escala: El impacto del régimen de un halo y las conexiones no lineales galaxia-halo en las correlaciones cruzadas.
- Aproximaciones de modelado: Comparación de las aproximaciones Dirac, Limber-1-bin y "tres bins" para la distribución de corrimiento al rojo espectroscópico.
- Efectos físicos: El impacto de la magnificación y las Distorsiones del Espacio de Corrimiento al Rojo (RSD).
- Reconstrucción del Corrimiento al Rojo: Se utilizaron dos enfoques distintos para extraer momentos (⟨z⟩ y σz) de las mediciones discretas: un modelo paramétrico "desplazado-estirado" (SSM) y un método no paramétrico de Proceso Gaussiano suprimido (SGP).
Contribuciones Clave
- Rango de Escala Óptimo: Los autores determinaron que un rango de escala proyectada de 1.5<rp<5 Mpc es óptimo. Este rango evita el régimen de un halo (donde rp<1.5 Mpc introduce sesgos debido a la física galaxia-halo) mientras mantiene una relación señal-ruido (SNR) suficiente, y permanece distinto de las escalas utilizadas en los análisis cosmológicos primarios.
- Medición del Sesgo Fotométrico: El artículo introduce y valida el método M3, que mide el sesgo fotométrico en bins de photo-z más grandes (Δzphoto=0.1) y ajusta la evolución del corrimiento al rojo. Este método se desempeña de manera comparable al M5 idealizado (que utiliza corrimientos al rojo verdaderos) y supera significativamente a los métodos de corrección parcial anteriores.
- Corte Espectroscópico: El estudio identifica un corte óptimo de corrimiento al rojo espectroscópico de Δz≈0.05, equilibrando la necesidad de suficientes puntos de datos con los errores sistemáticos introducidos por el modelado de bins y efectos físicos como la magnificación.
- Elección del Estimador: Los autores abogan por el estimador integrado de conteo de pares (Ecuación 57), que integra la relación de los conteos de pares datos-aleatorios, sobre la relación de conteos integrados, encontrando que ofrece una mejor corrección de máscara y una interpretación de ponderación directa.
- Separación de Trazadores: El artículo recomienda utilizar un solo tipo de trazador espectroscópico (por ejemplo, ELGs o LRGs) para las correlaciones cruzadas en un corrimiento al rojo específico para evitar sesgos que surgen de diferentes propiedades de conexión galaxia-halo (por ejemplo, el efecto de "conformidad" entre galaxias rojas y azules).
Resultados
- Precisión: La tubería optimizada restringió con éxito los corrimientos al rojo medios y las desviaciones estándar para los diez bins tomográficos (hasta zphoto=1.6).
- Cumplimiento de Requisitos: Utilizando el enfoque SSM, el método cumplió o superó el requisito de Euclid de σ(⟨z⟩)<0.002(1+z) para todos los bins y parches. El método conservador SGP produjo resultados comparables pero mostró desviaciones ligeramente mayores para bins específicos (1, 3 y 7), aunque estas aún estaban dentro de un rango aceptable dadas las restricciones de la simulación.
- Mitigación de Sesgos: El estudio identificó la "aproximación de un bin" (descuidando las correlaciones con los cortes espectroscópicos vecinos) y el régimen de un halo como las fuentes principales de sesgo. Al restringir las escalas a >1.5 Mpc y utilizar la corrección de sesgo M3, estos sesgos se redujeron a niveles consistentes con los requisitos.
- Comparación con Trabajos Anteriores: Los resultados demuestran una mejora significativa sobre el estudio anterior Flagship 1 (Naidoo et al. 2023), logrando sesgos medios de corrimiento al rojo más bajos y restricciones más ajustadas. Esta mejora se atribuye al mayor volumen de simulación, al rango de escala optimizado, a los nuevos métodos de corrección de sesgo y a la separación de trazadores espectroscópicos.
Significado
El artículo afirma que la técnica de corrimiento al rojo por agrupamiento es un componente central robusto y viable para la calibración de corrimientos al rojo de la misión Euclid. El estudio demuestra que, con la tubería optimizada y datos simulados realistas, la técnica puede cumplir con los estrictos requisitos de precisión necesarios para los análisis de lente débil y agrupamiento de galaxias de Euclid. Los autores destacan que, aunque los resultados actuales son optimistas (basados en simulaciones y correcciones de sesgo específicas), la identificación de fuentes sistemáticas (como efectos de un halo e intrusos) y el desarrollo de estrategias de mitigación proporcionan un camino claro para el análisis de datos reales. El trabajo establece un marco fiducial (rango de escala, corrección de sesgo, selección de trazadores) que puede aplicarse a los datos reales de Euclid para garantizar la precisión de las restricciones cosmológicas.
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Utilizado por investigadores de Stanford, Cambridge y la Academia Francesa de Ciencias.
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