Euclid: Photometric redshift calibration with the clustering redshifts technique
Questo articolo dimostra che la tecnica delle redshifts di clustering, sfruttando il clustering angolare su piccola scala e campioni di riferimento spettroscopici da BOSS, DESI ed Euclid NISP, può vincolare con successo le redshift medie dei bin tomografici di Euclid per soddisfare i rigorosi requisiti di precisione della missione di σ(⟨z⟩)<0.002(1+z) ottimizzando la pipeline e affrontando distorsioni come la distribuzione delle galassie nell'alone 1.
Autori originali: 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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Immaginate il telescopio spaziale Euclid come una macchina fotografica massiccia e ad alta velocità che scatta una foto panoramica di miliardi di galassie attraverso l'universo. Per comprendere la storia dell'universo — come si espande, come funziona l'energia oscura e come la materia oscura lo tiene insieme — gli scienziati devono sapere non solo dove si trovano queste galassie, ma anche quanto sono lontane.
In astronomia, la distanza viene misurata tramite il "redshift" (quanto la luce di una galassia si è allungata mentre l'universo si espande). Tuttavia, ottenere una distanza esatta per ogni singola galassia è come cercare di intervistare ogni singola persona in uno stadio affollato: è troppo lento e costoso. Invece, gli astronomi utilizzano un metodo di "miglior ipotesi" basato sul colore della galassia (redshift fotometrico). Ma queste ipotesi possono essere sfocate, come una foto scattata nella nebbia.
Questo articolo riguarda un nuovo metodo più nitido per diradare quella nebbia, utilizzando una tecnica chiamata redshift di clustering.
L'idea centrale: l'analogia dell'"Ospite di una Festa"
Immaginate l'universo come una gigantesca festa.
- Le Galassie Fotometriche sono gli ospiti che possiamo vedere da lontano, ma di cui non conosciamo esattamente chi siano o da dove provengano. Sappiamo solo che si trovano nella stanza.
- Le Galassie Spettroscopiche sono un piccolo gruppo di VIP che sono stati intervistati a fondo. Conosciamo i loro nomi esatti, le età e le città d'origine (le loro distanze precise).
Il problema è: abbiamo una folla enorme di "ospiti misteriosi" (fotometrici) e dobbiamo capire la loro età media e la loro distanza. Non possiamo intervistarli tutti.
La soluzione del Redshift di Clustering:
Invece di intervistare gli ospiti misteriosi, osserviamo come si posizionano vicino ai VIP.
- Se un ospite misterioso si trova proprio accanto a un VIP proveniente dalla "Città Redshift 1", è altamente probabile che anche l'ospite misterioso provenga dalla "Città Redshift 1".
- Se si trovano vicino a un VIP della "Città Redshift 2", è probabile che provengano anche loro da lì.
Misurando quanto strettamente gli ospiti misteriosi si raggruppano attorno ai VIP noti a diverse distanze, possiamo ricostruire statisticamente la vera distribuzione delle distanze dell'intera folla.
Cosa ha fatto questo articolo
Gli autori non si sono limitati a teorizzare; hanno costruito un universo virtuale massiccio (chiamato "simulazione Flagship 2") per testare se questo metodo funzionasse abbastanza bene per la missione Euclid. Hanno creato un universo finto con 4 trilioni di particelle e miliardi di galassie, quindi hanno eseguito il loro test di "clustering" per vedere se potevano recuperare le distanze reali.
Ecco i risultati chiave, spiegati semplicemente:
1. Il problema "One-Halo" (la questione dell'"Unità Familiare")
A scale molto piccole, le galassie spesso vivono in gruppi o "aloni" (come famiglie che vivono nella stessa casa). A volte, diversi tipi di galassie (come quelle rosse e quelle blu) non si mescolano bene all'interno di queste piccole unità familiari.
- La soluzione: Il team ha scoperto che se osservavano galassie troppo vicine tra loro (meno di 1,5 milioni di anni luce), la matematica diventava confusa e imprecisa a causa di queste dinamiche familiari. Hanno deciso di ignorare i "vicini stretti" e di osservare solo galassie che si trovano un po' più distanti. Questo ha reso i risultati molto più chiari.
2. Trovare il livello di "Zoom" giusto
Proprio come scattare una foto, serve il livello di zoom corretto.
- Troppo zoomato: Si vede troppo rumore e stranezze familiari (il problema one-halo).
- Troppo sgranato: Si perde il dettaglio necessario per distinguere i VIP dalla folla.
- Il punto ideale: Hanno scoperto che osservare scale comprese tra 1,5 e 5 milioni di anni luce era il perfetto equilibrio. Ha fornito il segnale più chiaro senza il rumore.
3. Correggere il "Bias" (il problema del Peso)
In questa analogia, alcuni tipi di galassie sono "più pesanti" (più raggruppate) di altri. Se non si tiene conto di questo peso, il calcolo della distanza sarà errato.
- L'innovazione: L'articolo ha introdotto un nuovo e migliore modo per misurare questo "peso" (bias delle galassie) per gli ospiti misteriosi. Hanno testato diversi metodi e ne hanno trovato uno (chiamato M3) che funzionava quasi quanto conoscere le distanze reali perfettamente. È come avere una bilancia molto precisa per pesare gli ospiti misteriosi senza doverli pesare singolarmente.
4. Il risultato: Raggiungere l'obiettivo
La missione Euclid ha una regola rigorosa: la stima media della distanza per qualsiasi gruppo di galassie deve essere accurata entro un margine di errore minimo (meno dello 0,2% della distanza).
- Il verdetto: Utilizzando il loro metodo ottimizzato, il team ha raggiunto con successo questo obiettivo. Hanno potuto ricostruire la distribuzione reale delle distanze delle galassie con alta precisione. In effetti, i loro risultati sono stati migliori dei tentativi precedenti, dimostrando che questo metodo degli "ospiti di festa" è robusto e pronto per i dati reali di Euclid.
Perché questo è importante
Questo articolo è essenzialmente un "test di stress" per uno strumento critico. Prima dell'arrivo dei veri dati del telescopio Euclid, gli scienziati dovevano sapere: Possiamo fidarci di questo metodo di clustering per darci le risposte giuste?
La risposta è sì. Hanno dimostrato che scegliendo attentamente quali galassie confrontare, ignorando quelle "troppo vicine" e utilizzando un nuovo modo per pesare i dati, possono mappare la struttura dell'universo con la precisione necessaria per risolvere i misteri dell'energia oscura e della materia oscura.
In sintesi: Hanno costruito un universo virtuale, testato un nuovo modo per misurare le distanze cosmiche osservando come le galassie si raggruppano, corretto gli errori trovati e dimostrato che questo metodo è abbastanza preciso da aiutarci a comprendere il destino dell'universo.
Sintesi Tecnica: Euclid: Prestazioni di calibrazione del redshift fotometrico con la tecnica dei redshift da clustering nella simulazione Flagship 2
Enunciato del Problema
La precisione dei vincoli cosmologici derivati da indagini di imaging come Euclid dipende criticamente dalla stima accurata della distribuzione del redshift, n(z), per i bin tomografici di galassie. In particolare, l'incertezza sul redshift medio, σ(⟨z⟩), deve rimanere inferiore a 0.002(1+z) al 68% di confidenza per soddisfare i requisiti scientifici di Euclid. Sebbene i redshift spettroscopici siano precisi, sono troppo costosi da ottenere per i miliardi di galassie presenti nelle indagini di imaging. I redshift fotometrici (photo-z) offrono una soluzione ma soffrono di degenerazioni tra colori e redshift e di limitazioni nei campioni di addestramento rappresentativi. Le tecniche dei redshift da clustering (clustering-z) offrono un'alternativa inferendo statisticamente le distribuzioni di redshift attraverso le correlazioni incrociate angolari tra campioni fotometrici e campioni spettroscopici con redshift sicuri. Tuttavia, studi precedenti (ad es. Naidoo et al. 2023) hanno identificato bias sistematici residui, in particolare ad alti redshift, e hanno evidenziato sfide nella misurazione del bias delle galassie fotometriche e nella modellazione degli effetti di clustering su piccola scala.
Metodologia
Questo studio valuta l'efficacia della tecnica dei redshift da clustering utilizzando 5000 deg2 di dati simulati dalla simulazione Euclid Flagship 2 (Castander et al. 2025). Gli autori hanno generato campioni mock realistici per le galassie fotometriche di Euclid, le galassie spettroscopiche di Euclid NISP e traccianti spettroscopici esterni (BOSS, DESI e 4MOST).
La metodologia ha coinvolto:
- Ottimizzazione della Pipeline: Gli autori hanno testato vari componenti della pipeline clustering-z, inclusi diversi stimatori di correlazione angolare, intervalli di scala e schemi di ponderazione.
- Correzione del Bias: Un focus primario è stato lo sviluppo e il test di nuovi metodi per misurare il bias delle galassie fotometriche (bp), che rappresenta il limite principale della tecnica. Hanno introdotto metodi (M3 e M4) che misurano il bias in bin photo-z più piccoli e interpolano l'evoluzione, confrontandoli con metodi esistenti (M0–M2) e con una "correzione completa" idealizzata (M5) che utilizza redshift veri.
- Analisi degli Errori Sistematici: Lo studio ha investigato diverse fonti di bias sistematico:
- Effetti su piccola scala: L'impatto del regime one-halo e delle connessioni galassia-alone non lineari sulle correlazioni incrociate.
- Approssimazioni di modellazione: Confronto tra approssimazioni Dirac, Limber-1-bin e "three-bins" per la distribuzione del redshift spettroscopico.
- Effetti fisici: L'impatto della magnificazione e delle Distorsioni dello Spazio dei Redshift (RSD).
- Ricostruzione del Redshift: Sono stati utilizzati due approcci distinti per estrarre i momenti (⟨z⟩ e σz) dalle misurazioni discrete: un modello parametrico "shifted-stretched" (SSM) e un metodo non parametrico basato su Processi Gaussiani soppressi (SGP).
Contributi Chiave
- Intervallo di Scala Ottimale: Gli autori hanno determinato che un intervallo di scala proiettato di 1.5<rp<5 Mpc è ottimale. Questo intervallo evita il regime one-halo (dove rp<1.5 Mpc introduce bias dovuti alla fisica galassia-alone) mantenendo al contempo un rapporto segnale-rumore (SNR) sufficiente e rimanendo distinto dalle scale utilizzate nelle analisi cosmologiche primarie.
- Misurazione del Bias Fotometrico: Il paper introduce e valida il metodo M3, che misura il bias fotometrico in bin photo-z più ampi (Δzphoto=0.1) e adatta l'evoluzione del redshift. Questo metodo performa in modo comparabile all'idealizzato M5 (che utilizza redshift veri) e supera significativamente i precedenti metodi di correzione parziale.
- Slicing Spettroscopico: Lo studio identifica un slicing ottimale del redshift spettroscopico di Δz≈0.05, bilanciando la necessità di punti dati sufficienti con gli errori sistematici introdotti dalla modellazione dei bin e da effetti fisici come la magnificazione.
- Scelta dello Stimatore: Gli autori sostengono lo stimatore integrato dei conteggi di coppie (Eq. 57), che integra il rapporto tra i conteggi di coppie dati-casuali, rispetto al rapporto tra i conteggi integrati, trovando che offre una migliore correzione della maschera e un'interpretazione diretta della ponderazione.
- Separazione dei Traccianti: Il paper raccomanda di utilizzare un singolo tipo di tracciante spettroscopico (ad es. ELG o LRG) per le correlazioni incrociate a un redshift specifico, per evitare bias derivanti da diverse proprietà di connessione galassia-alone (ad es. l'effetto di "conformità" tra galassie rosse e blu).
Risultati
- Precisione: La pipeline ottimizzata ha vincolato con successo i redshift medi e le deviazioni standard per tutti i dieci bin tomografici (fino a zphoto=1.6).
- Soddisfazione dei Requisiti: Utilizzando l'approccio SSM, il metodo ha soddisfato o superato il requisito di Euclid di σ(⟨z⟩)<0.002(1+z) per tutti i bin e le patch. Il metodo conservativo SGP ha prodotto risultati comparabili ma ha mostrato deviazioni leggermente maggiori per bin specifici (1, 3 e 7), sebbene questi rimanessero entro un intervallo accettabile date le limitazioni della simulazione.
- Mitigazione del Bias: Lo studio ha identificato l'"approssimazione a un bin" (trascurando le correlazioni con gli slice spettroscopici adiacenti) e il regime one-halo come le principali fonti di bias. Limitando le scale a >1.5 Mpc e utilizzando la correzione del bias M3, questi bias sono stati ridotti a livelli coerenti con i requisiti.
- Confronto con Lavori Precedenti: I risultati dimostrano un miglioramento significativo rispetto al precedente studio Flagship 1 (Naidoo et al. 2023), ottenendo bias di redshift medio inferiori e vincoli più stretti. Questo miglioramento è attribuito al volume di simulazione più ampio, all'intervallo di scala ottimizzato, ai nuovi metodi di correzione del bias e alla separazione dei traccianti spettroscopici.
Significato
Il paper afferma che la tecnica dei redshift da clustering è un componente centrale robusto e vitale per la calibrazione del redshift della missione Euclid. Lo studio dimostra che, con la pipeline ottimizzata e dati mock realistici, la tecnica può soddisfare i rigorosi requisiti di precisione necessari per le analisi di lensing debole e clustering di galassie di Euclid. Gli autori evidenziano che, sebbene i risultati attuali siano ottimistici (basati su simulazioni e correzioni di bias specifiche), l'identificazione delle fonti sistemiche (come gli effetti one-halo e gli interlopers) e lo sviluppo di strategie di mitigazione forniscono una chiara strada da seguire per l'analisi dei dati reali. Il lavoro stabilisce un framework fiduciale (intervallo di scala, correzione del bias, selezione dei traccianti) che può essere applicato ai dati reali di Euclid per garantire l'accuratezza dei vincoli cosmologici.
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Scelto da ricercatori di Stanford, Cambridge e dell'Accademia francese delle scienze.
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