Euclid: Inferring star-formation history via cross-correlations of photometric clustering and shear with the cosmic infrared background
Cet article prévoit que la mission Euclid, grâce aux corrélations croisées entre le regroupement photométrique et le lentillage gravitationnel faible avec le fond diffus cosmologique infrarouge, améliorera considérablement les contraintes sur la densité de taux de formation d'étoiles pondérée par le biais et sur les paramètres de la distribution d'occupation des halos à travers le temps cosmologique par rapport aux études précédentes.
Auteurs originaux : J. Han (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), 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), M. Migliaccio (Dipartimento di Fisica, Università di Roma Tor Vergata, Via della Ricerca Scientifica 1, Roma, Italy, INFN, Sezione di Roma 2, Via della Ricerca Scientifica 1, Roma, Italy), G. Fabbian (Université Paris-Saclay, CNRS, Institut d'astrophysique spatiale, 91405, Orsay, France), F. Pace (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), B. Jego (Université de Strasbourg, CNRS, Observatoire astronomique de Strasbourg, UMR 7550, 67000 Strasbourg, France), B. Altieri (ESAC/ESA, Camino Bajo del Castillo, s/n., Urb. Villafranca del Castillo, 28692 Villanueva de la Cañada, Madrid, Spain), 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), 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), 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), G. Cañas-Herrera (Leiden Observatory, Leiden University, Einsteinweg 55, 2333 CC Leiden, The Netherlands), 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), J. Carretero (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, Port d'Informació Científica, Campus UAB, C. Albareda s/n, 08193 Bellaterra), 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, E-38205 La Laguna, Tenerife, Spain), G. Congedo (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Blackford Hill, Edinburgh EH9 3HJ, 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, Institut de Ciencies de l'Espai), H. M. Courtois (UCB Lyon 1, CNRS/IN2P3, IUF, IP2I Lyon, 4 rue Enrico Fermi, 69622 Villeurbanne, France), M. Cropper (Mullard Space Science Laboratory, University College London, Holmbury St Mary, Dorking, Surrey RH5 6NT, UK), 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), H. Dole (Université Paris-Saclay, CNRS, Institut d'astrophysique spatiale, 91405, Orsay, France), F. Dubath (Department of Astronomy, University of Geneva, ch. d'Ecogia 16, 1290 Versoix, Switzerland), X. Dupac (ESAC/ESA, Camino Bajo del Castillo, s/n., Urb. Villafranca del Castillo, 28692 Villanueva de la Cañada, Madrid, Spain), S. Dusini (INFN-Padova, Via Marzolo 8, 35131 Padova, Italy), 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), R. Farinelli (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), F. Faustini (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Via Frascati 33, 00078 Monteporzio Catone, 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), N. Fourmanoit (Aix-Marseille Université, CNRS/IN2P3, CPPM, Marseille, France), 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 (University Observatory, LMU Faculty of Physics, Scheinerstr. 1, 81679 Munich, 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), 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, Scheinerstr. 1, 81679 München, Germany), S. V. H. Haugan (Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo, P.O. Box 1029 Blindern, 0315 Oslo, Norway), W. Holmes (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, 4800 Oak Grove Drive, Pasadena, CA, 91109, USA), F. Hormuth (Felix Hormuth Engineering, Goethestr. 17, 69181 Leimen, Germany), 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), 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. 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, University of Helsinki, 00014 Helsinki, Finland, Helsinki Institute of Physics, Gustaf Hällströmin katu 2, University of Helsinki, 00014 Helsinki, Finland), 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, University of Helsinki, 00014 Helsinki, Finland, Helsinki Institute of Physics, Gustaf Hällströmin katu 2, University of Helsinki, 00014 Helsinki, Finland), I. Lloro (SKAO, Jodrell Bank, Lower Withington, Macclesfield SK11 9FT, UK), M. Magliocchetti (INAF-Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, via del Fosso del Cavaliere, 100, 00100 Roma, Italy), G. Mainetti (Centre de Calcul de l'IN2P3/CNRS, 21 avenue Pierre de Coubertin 69627 Villeurbanne Cedex, France), O. Mansutti (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy), O. Marggraf (Universität Bonn, Argelander-Institut für Astronomie, Auf dem Hügel 71, 53121 Bonn, Germany), 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. J. Massey (Department of Physics, Institute for Computational Cosmology, Durham University, South Road, Durham, DH1 3LE, UK), 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. 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), P. Monaco (Dipartimento di Fisica - Sezione di Astronomia, Università di Trieste, Via Tiepolo 11, 34131 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, IFPU, Institute for Fundamental Physics of the Universe, via Beirut 2, 34151 Trieste, Italy), 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), C. Moretti (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), 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), J. W. Nightingale (School of Mathematics, Statistics and Physics, Newcastle University, Herschel Building, Newcastle-upon-Tyne, NE1 7RU, UK), C. Padilla (Institut de Física d'Altes Energies), 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), A. Pezzotta (INAF-Osservatorio Astronomico di Brera, Via Brera 28, 20122 Milano, Italy), 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, E-38205 La Laguna, Tenerife, Spain, Consejo Superior de Investigaciones Cientificas, Calle Serrano 117, 28006 Madrid, Spain, Universidad de La Laguna, Dpto. Astrofí sica, E-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, INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, 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), R. Saglia (Universitäts-Sternwarte München, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München, Scheinerstr. 1, 81679 München, Germany, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Giessenbachstr. 1, 85748 Garching, Germany), Z. Sakr (Instituto de Física Teórica UAM-CSIC, Campus de Cantoblanco, 28049 Madrid, Spain, 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, Scheinerstr. 1, 81679 München, Germany, INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy), 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), M. Scodeggio (INAF-IASF Milano, Via Alfonso Corti 12, 20133 Milano, Italy), A. Secroun (Aix-Marseille Université, CNRS/IN2P3, CPPM, Marseille, France), E. Sihvola (Department of Physics and Helsinki Institute of Physics, Gustaf Hällströmin katu 2, University of Helsinki, 00014 Helsinki, Finland), 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), L. Stanco (INFN-Padova, Via Marzolo 8, 35131 Padova, Italy), P. Tallada-Crespí (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, Port d'Informació Científica, Campus UAB, C. Albareda s/n, 08193 Bellaterra), 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 (Mullard Space Science Laboratory, University College London, Holmbury St Mary, Dorking, Surrey RH5 6NT, 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, European University of Technology EUt+, European Union), F. Torradeflot (Port d'Informació Científica, Campus UAB, C. Albareda s/n, 08193 Bellaterra, Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas), I. Tutusaus (Institute of Space Sciences, Institut d'Estudis Espacials de Catalunya, Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie), J. Valiviita (Department of Physics, P.O. Box 64, University of Helsinki, 00014 Helsinki, Finland, Helsinki Institute of Physics, Gustaf Hällströmin katu 2, University of Helsinki, 00014 Helsinki, Finland), T. Vassallo (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy, University Observatory, LMU Faculty of Physics, Scheinerstr. 1, 81679 Munich, Germany), A. Veropalumbo (INAF-Osservatorio Astronomico di Brera, Via Brera 28, 20122 Milano, Italy, INFN-Sezione di Genova, Via Dodecaneso 33, 16146, Genova, Italy, Dipartimento di Fisica, Università di Genova, Via Dodecaneso 33, 16146, Genova, Italy), Y. Wang (Caltech/IPAC, 1200 E. California Blvd., Pasadena, CA 91125, USA), J. Weller (Universitäts-Sternwarte München, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München, Scheinerstr. 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), F. M. Zerbi (INAF-Osservatorio Astronomico di Brera, Via Brera 28, 20122 Milano, Italy), E. Zucca (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), S. Borgani (Dipartimento di Fisica - Sezione di Astronomia, Università di Trieste, Via Tiepolo 11, 34131 Trieste, Italy, 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, ICSC - Centro Nazionale di Ricerca in High Performance Computing, Big Data e Quantum Computing, Via Magnanelli 2, Bologna, Italy), A. Loureiro (Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics, Department of Physics, Stockholm University, Stockholm, SE-106 91, Sweden, Astrophysics Group, Blackett Laboratory, Imperial College London, London SW7 2AZ, UK), M. Sereno (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), 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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Imaginez l'univers comme un gigantesque cinéma cosmique. Depuis des décennies, les astronomes tentent de regarder les « stars » du spectacle — les galaxies — en observant la lumière qu'elles émettent. Mais il y a un problème : l'écran est recouvert d'un épais brouillard de poussière. Ce brouillard est composé de minuscules grains qui absorbent la lumière brillante des étoiles naissantes et la réémettent sous la forme d'une lueur infrarouge chaude. Cette lueur est appelée le Fond Diffus Infrarouge Cosmique (FDIC). C'est comme la neige sur une vieille télévision, mais au lieu d'être simplement du bruit, c'est en réalité une carte lumineuse de chaque étoile qui s'est jamais formée, le tout étalé en une seule grande image floue.
La partie délicate est que ce « bruit » provient de partout et de partout à la fois. C'est un mélange de lumière provenant de galaxies proches et de galaxies situées à des milliards d'années-lumière. Essayer de déterminer quelle partie de la lueur appartient à quelle époque de l'univers revient à essayer d'écouter une chorale où tout le monde chante en même temps ; on peut entendre la musique, mais on ne peut pas distinguer qui chante quoi. Les scientifiques veulent connaître l'« histoire de la formation stellaire » — en gros, quand l'univers était le plus occupé à fabriquer des étoiles et quand il a ralenti. Pour ce faire, ils ont besoin d'un moyen de séparer les couches de ce brouillard cosmique.
Ce document est une prévision, une simulation de haute technologie, sur la manière dont un nouveau télescope spatial appelé Euclid aidera à résoudre ce casse-tête. Les chercheurs testent une astuce ingénieuse : au lieu de simplement regarder la lumière infrarouge brumeuse, ils croiseront les données avec une carte indiquant la localisation des galaxies. Imaginez que vous ayez une liste de qui est présent dans la chorale (les galaxies) et que vous fassiez correspondre leurs voix aux notes spécifiques qu'elles chantent dans le brouillard (le FDIC). En utilisant les cartes incroyablement précises de la position et de la forme des galaxies fournies par la mission Euclid, combinées aux données infrarouges existantes, l'équipe prédit qu'ils pourront enfin séparer les couches du brouillard cosmique. Ils ne font pas que deviner ; ils exécutent des simulations informatiques détaillées pour voir à quel point cette méthode fonctionne par rapport aux cartes plus anciennes et plus floues.
La conclusion principale de ce document est qu'Euclid changera la donne. Les simulations montrent qu'en utilisant les données d'Euclid, les scientifiques seront capables de déterminer l'histoire de la formation stellaire avec environ deux fois plus de précision que les méthodes actuelles. C'est comme passer d'une photo granuleuse en noir et blanc à une vidéo 4K nette et haute définition. L'étude introduit également une nouvelle façon d'utiliser le « cisaillement cosmique » — qui est essentiellement la façon dont la gravité courbe la lumière des galaxies lointaines — pour aider à séparer les couches, une technique qui n'a jamais été testée de cette manière auparavant.
Les auteurs sont très clairs : il s'agit de résultats issus de simulations, et non de mesures provenant d'une expérience terminée. Ils n'ont pas encore réellement observé les nouvelles données car Euclid est encore en train de les collecter. Cependant, leurs modèles mathématiques suggèrent qu'Euclid resserrera les contraintes sur la façon dont les étoiles se forment à travers le temps d'un facteur deux. Cela signifie que l'image « floue » de l'histoire de l'univers deviendra beaucoup plus nette. Ils ont également découvert que cette méthode aidera à démêler une confusion spécifique dans leurs modèles, où deux facteurs différents (la masse de l'habitat de la galaxie et l'efficacité avec laquelle elle fabrique des étoiles) étaient auparavant mélangés. Avec Euclid, ces deux facteurs seront séparés, offrant une image bien plus claire de la croissance des galaxies.
Le document compare également la puissance future d'Euclid aux données actuelles de l'Instrument de Spectroscopie de l'Énergie Noire (DESI). Les simulations montrent qu'Euclid fournira un rapport signal sur bruit d'environ 125 pour le regroupement des galaxies seul, et que lorsqu'on le combine avec les données de cisaillement cosmique, la force totale du signal grimpe à 132. En revanche, les données actuelles de DESI n'offrent qu'un rapport signal sur bruit d'environ 58. Ce n'est pas seulement une petite amélioration ; c'est un bond massif qui permettra aux scientifiques de voir l'histoire de la formation stellaire avec beaucoup plus de détails, remontant jusqu'à des décalages vers le rouge (redshifts) aussi élevés que 2, ce qui correspond à une époque où l'univers était beaucoup plus jeune.
Un détail intéressant noté dans le document est que la qualité des cartes infrarouges est cruciale. Ils ont testé deux méthodes différentes pour nettoyer le « bruit » dans les données infrarouges. Une méthode, qui laisse plus de parties du ciel visibles, fonctionne mieux dans leurs simulations que l'autre. Cela suggère que la façon dont nous traitons les données brutes est tout aussi importante que le télescope lui-même.
En fin de compte, ce document est un plan pour l'avenir. Il nous dit qu'en combinant les cartes de galaxies nettes d'Euclid avec la lueur chaude et poussiéreuse du Fond Diffus Infrarouge Cosmique, nous serons enfin capables d'écrire un livre d'histoire détaillé de la formation stellaire. Nous ne saurons pas seulement que des étoiles se sont formées ; nous saurons exactement quand, où et avec quelle efficacité elles l'ont fait, transformant un flou cosmique en un récit clair et vibrant de l'évolution de notre univers.
Résumé technique : Euclid : Inférer l'histoire de la formation stellaire via les corrélations croisées du regroupement photométrique et du cisaillement avec le fond diffus infrarouge cosmique
Énoncé du problème
Le Fond Diffus Infrarouge Cosmique (CIB) encode l'histoire intégrée de la formation stellaire, car il provient de la poussière chauffée par les jeunes étoiles dans les galaxies non résolues. Cependant, la nature projetée du CIB rend extrêmement difficile la distinction des contributions provenant de différentes redshifts à l'aide des seules observations du CIB. Si des études antérieures ont utilisé les corrélations croisées entre le CIB et le regroupement des galaxies pour inférer la densité de taux de formation stellaire pondérée par le biais (⟨bρSFRD⟩), ces analyses ont été limitées par la profondeur et la puissance statistique des ensembles de données actuels (par exemple, les DESI Legacy Imaging Surveys). Il est nécessaire de prévoir comment la future mission Euclid, avec ses vastes relevés photométriques de galaxies et de lentillage gravitationnel faible, pourra améliorer les contraintes sur l'histoire de la formation stellaire et sur les paramètres sous-jacents de la Distribution d'Occupation des Halos (HOD).
Méthodologie
Les auteurs réalisent une analyse de corrélation croisée tomographique prévisionnelle combinant des données simulées de regroupement de galaxies photométriques et de lentillage gravitationiel faible d'Euclid avec des observations du CIB de Planck. La méthodologie procède comme suit :
- Cadre théorique : L'analyse adopte le modèle de halo pour décrire les corrélations 3D. Les spectres de puissance angulaire pour le regroupement des galaxies (Cgg), l'auto-corrélation du CIB (Cνν), et les corrélations croisées (Cgν et Cϵν) sont modélisés en utilisant l'approximation de Limber (avec un seuil conservateur à ℓmin=100).
- Traceurs et noyaux :
- Regroupement des galaxies : Modélisé comme un traceur biaisé du champ de densité de matière. L'analyse utilise 13 compartiments tomographiques de redshift (z≈0 à $2,5$) basés sur l'échantillon photométrique d'Euclid.
- Lentillage gravitationnel faible (cisaillement cosmique) : Modélisé comme un champ de spin-2. Pour permettre la corrélation croisée tomographique avec le CIB, les auteurs appliquent la technique de nullité de Bernardeau–Nishimichi–Taruya (BNT). Cela transforme le noyau de cisaillement intégré en noyaux localisés en redshift, satisfaisant l'exigence selon laquelle le noyau du CIB varie lentement par rapport au noyau du traceur.
- CIB : Modélisé comme un traceur de la densité de taux de formation stellaire (SFRD). L'intensité du CIB est liée à la SFRD via un noyau radial dérivé des observations de Planck (spécifiquement le canal 545 GHz, avec des comparaisons à 353 et 857 GHz).
- Modélisation HOD : L'efficacité de la formation stellaire est paramétrée à l'aide du modèle de Maniyar et al. (2021), qui sépare les contributions des galaxies centrales et satellites. Le modèle dépend de quatre paramètres : l'efficacité maximale (ηmax), la masse caractéristique du halo (Mmax), la largeur de la fonction d'efficacité (σ0), et une échelle de temps caractéristique (τ).
- Analyse statistique : Une analyse de matrice d'information de Fisher est réalisée pour prévoir les contraintes. La matrice de covariance inclut le bruit du signal gaussien et le bruit de tir (shot noise). L'analyse compare deux pipelines de nettoyage du CIB de Planck : les cartes de Lenz et al. (2019) (couvrant ∼17% du chevauchement du ciel avec Euclid) et les cartes nettoyées par GNILC (couvrant ∼27%).
Contributions clés
- Première application du cisaillement cosmique aux corrélations croisées du CIB : L'article propose et met en œuvre l'utilisation de noyaux de cisaillement cosmique transformés par BNT pour corréler avec le CIB, fournissant une sonde indépendante de l'évolution de la SFRD aux côtés du regroupement des galaxies.
- Ajustement de modèle par empreinte tomographique : Les auteurs utilisent une approche d'ajustement de modèle (template-fitting) pour extraire la ⟨bρSFRD⟩ en fonction du redshift sans assumer un modèle de SFR explicite, en s'appuyant plutôt sur les spectres de puissance angulaire.
- Prévisions exhaustives : L'étude fournit des prévisions détaillées pour la mission Euclid, quantifiant l'amélioration attendue de la capacité de contrainte par rapport aux ensembles de données actuels (DELS) et évaluant l'impact de différents procédures de nettoyage du CIB et des coupures à petite échelle (kmax).
Résultats
- Contraintes sur ⟨bρSFRD⟩ : Comparé aux analyses précédentes utilisant la même méthodologie sur les données DELS, Euclid devrait resserrer les contraintes sur ⟨bρSFRD⟩ dans tous les compartiments de redshift d'un facteur d'environ 2. L'analyse conjointe du regroupement des galaxies et du cisaillement cosmique produit un rapport signal sur bruit (S/N) total de 132, contre 58 pour l'ensemble de données de type DELS.
- Contraintes sur les paramètres HOD : L'analyse prévoit des améliorations significatives pour contraindre les paramètres HOD. Spécifiquement, Euclid devrait réduire les incertitudes marginalisées d'un facteur d'environ 2,5 par rapport à DELS.
- La dégénérescence entre ηmax et log10(Mmax/M⊙) est considérablement brisée.
- La précision sur σ0 et τ est améliorée d'environ 150 %.
- Impact de la couverture du ciel et du nettoyage : L'utilisation des cartes de Planck nettoyées par GNILC (27 % de chevauchement du ciel) produit des contraintes systématiquement plus serrées que l'utilisation des cartes de Lenz et al. (2019) (17 % de chevauchement), principalement en raison de l'augmentation de la fraction du ciel qui réduit les incertitudes statistiques.
- Sensibilité aux petites échelles : L'extension de l'analyse à de plus petites échelles (kmax=0,3 Mpc−1) offre des améliorations modestes (environ 10–17 % dans les contraintes) mais est limitée par la rupture du modèle HOD et les effets non linéaires, qui ne sont pas pleinement modélisés dans cette prévision.
Signification
L'article affirme que la combinaison des relevés photométriques profonds et à large champ d'Euclid et de son lentillage gravitationiel faible avec les observations du CIB fournira un outil puissant et indépendant de modèle pour sonder l'histoire de la formation stellaire à grande échelle à travers le temps cosmologique. En resserrant les contraintes sur la SFRD pondérée par le biais et en brisant les dégénérescences des paramètres HOD, cette approche améliorera la compréhension de la formation et de l'évolution des galaxies. Les auteurs soulignent que, bien que le nettoyage actuel du CIB limite le chevauchement du ciel, la puissance statistique d'Euclid représentera tout de même une avancée majeure par rapport aux ensembles de données existants, permettant une reconstruction plus précise de l'histoire de la formation stellaire sans dépendre de modèles de SFR explicites.
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Adopté par des chercheurs de Stanford, Cambridge et de l'Académie des sciences.
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