Euclid: Forecasts from redshift-space distortions and the Alcock-Paczynski test with cosmic voids - AstroParticule et Cosmologie Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Astronomy and Astrophysics - A&A Année : 2022

Euclid: Forecasts from redshift-space distortions and the Alcock-Paczynski test with cosmic voids

N. Hamaus (1) , M. Aubert (2, 3) , A. Pisani (4) , S. Contarini (5, 6, 7) , G. Verza (8, 9) , M. -C. Cousinou (3) , Stephanie Escoffier (3) , A. Hawken (3) , G. Lavaux (10) , G. Pollina (1) , B. D. Wandelt (10) , J. Weller (1, 11) , M. Bonici (12, 13) , C. Carbone (14, 15) , L. Guzzo (14, 16, 17) , A. Kovacs (18, 19) , F. Marulli (6, 20, 20) , E. Massara (21, 22) , L. Moscardini (6, 20, 20) , P. Ntelis (3) , W. J. Percival (22, 23, 21) , S. Radinović (24) , M. Sahlén (25, 26) , Z. Sakr (27, 28) , A. G. Sánchez , H. A. Winther , N. Auricchio , S. Awan , R. Bender , C. Bodendorf , D. Bonino , E. Branchini , M. Brescia , J. Brinchmann , V. Capobianco , J. Carretero , F. J. Castander , M. Castellano , S. Cavuoti , A. Cimatti , R. Cledassou (29, 30) , G. Congedo , L. Conversi , Y. Copin (2) , L. Corcione , M. Cropper , A. da Silva , H. Degaudenzi , M. Douspis (31) , F. Dubath , C. A. J. Duncan , X. Dupac , S. Dusini , A. Ealet (2) , S. Ferriol (2) , P. Fosalba , M. Frailis , E. Franceschi , P. Franzetti , M. Fumana , B. Garilli , B. Gillis , C. Giocoli , A. Grazian , F. Grupp , S. V. H. Haugan , W. Holmes , F. Hormuth , K. Jahnke , S. Kermiche (3) , A. Kiessling , M. Kilbinger (32) , T. Kitching , M. Kümmel , M. Kunz , H. Kurki-Suonio , S. Ligori , P. B. Lilje , I. Lloro , E. Maiorano , O. Marggraf , K. Markovic , R. Massey , S. Maurogordato (33) , M. Melchior , M. Meneghetti , G. Meylan , M. Moresco , E. Munari , S. M. Niemi , C. Padilla , S. Paltani , F. Pasian , K. Pedersen , V. Pettorino (32) , S. Pires (32) , M. Poncet (30) , L. Popa , L. Pozzetti , R. Rebolo , J. Rhodes , H. Rix , M. Roncarelli , E. Rossetti , R. Saglia , P. Schneider , A. Secroun (3) , G. Seidel , S. Serrano , C. Sirignano , G. Sirri , J. -L. Starck (32) , P. Tallada-Crespí , D. Tavagnacco , A. N. Taylor , I. Tereno , R. Toledo-Moreo , F. Torradeflot , E. A. Valentijn , L. Valenziano , Y. Wang , N. Welikala , G. Zamorani , J. Zoubian (3) , S. Andreon , M. Baldi , S. Camera , S. Mei (34) , C. Neissner , E. Romelli
1 Universitats-Sternwarte [München]
2 IP2I Lyon - Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon
3 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
4 Department of Astrophysical Sciences [Princeton]
5 Dipartimento di Fisica e Astronomia [Bologna]
6 INFN, Sezione di Bologna - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bologna
7 OABO - INAF - Osservatorio Astronomico di Bologna
8 INFN, Sezione di Padova - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova
9 Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"
10 IAP - Institut d'Astrophysique de Paris
11 MPE - Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
12 INFN, Sezione di Genova - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Genova
13 UniGe - Università degli studi di Genova = University of Genoa
14 INFN - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano
15 INAF-IASF Milano
16 OAB - INAF - Osservatorio Astronomico di Brera
17 UNIMI - Università degli Studi di Milano = University of Milan
18 ULL - Universidad de La Laguna [Tenerife - SP]
19 IAC - Instituto de Astrofisica de Canarias
20 UNIBO - Alma Mater Studiorum Università di Bologna = University of Bologna
21 University of Waterloo [Waterloo]
22 Department of Physics and Astronomy [Waterloo]
23 Perimeter Institute for Theoretical Physics [Waterloo]
24 Institute of Theoretical Astrophysics [Oslo]
25 Swedish Collegium for Advanced Study [Uppsala]
26 Uppsala University
27 IRAP - Institut de recherche en astrophysique et planétologie
28 UR-EGFEM - Unité de Recherche Environnement, Génomique Fonctionnelle et Études Mathématiques [Beyrouth]
29 IN2P3 - Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS
30 CNES - Centre National d'Études Spatiales [Toulouse]
31 IAS - Institut d'astrophysique spatiale
32 AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112) - Astrophysique Interprétation Modélisation
33 OCA - Observatoire de la Côte d'Azur
34 APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie
G. Lavaux
A. G. Sánchez
  • Fonction : Auteur
H. A. Winther
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N. Auricchio
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S. Awan
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R. Bender
C. Bodendorf
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D. Bonino
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E. Branchini
M. Brescia
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J. Brinchmann
V. Capobianco
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J. Carretero
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F. J. Castander
M. Castellano
S. Cavuoti
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A. Cimatti
G. Congedo
L. Conversi
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Y. Copin
L. Corcione
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M. Cropper
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A. da Silva
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H. Degaudenzi
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F. Dubath
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C. A. J. Duncan
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X. Dupac
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S. Dusini
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P. Fosalba
M. Frailis
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E. Franceschi
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P. Franzetti
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M. Fumana
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B. Garilli
B. Gillis
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C. Giocoli
A. Grazian
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F. Grupp
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S. V. H. Haugan
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W. Holmes
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F. Hormuth
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K. Jahnke
A. Kiessling
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M. Kilbinger
T. Kitching
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M. Kümmel
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M. Kunz
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H. Kurki-Suonio
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S. Ligori
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I. Lloro
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E. Maiorano
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G. Seidel
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C. Sirignano
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G. Sirri
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P. Tallada-Crespí
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D. Tavagnacco
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A. N. Taylor
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I. Tereno
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R. Toledo-Moreo
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F. Torradeflot
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E. A. Valentijn
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L. Valenziano
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Y. Wang
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N. Welikala
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G. Zamorani
J. Zoubian
S. Andreon
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M. Baldi
S. Camera
C. Neissner
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E. Romelli
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Résumé

Euclid will survey galaxies in a cosmological volume of unprecedented size, providing observations of more than a billion objects distributed over a third of the full sky. Approximately 20 million of these galaxies will have spectroscopy available, allowing us to map the three-dimensional large-scale structure of the Universe in great detail. This paper investigates prospects for the detection of cosmic voids therein, and the unique benefit they provide for cosmology. In particular, we study the imprints of dynamic and geometric distortions of average void shapes and their constraining power on the growth of structure and cosmological distance ratios. To this end, we make use of the Flagship mock catalog, a state-of-the-art simulation of the data expected to be observed with Euclid. We arrange the data into four adjacent redshift bins, each of which contains about 11000 voids, and estimate the void-galaxy cross-correlation function in every bin. Fitting a linear-theory model to the data, we obtain constraints on $f/b$ and $D_M H$, where $f$ is the linear growth rate of density fluctuations, $b$ the galaxy bias, $D_M$ the comoving angular diameter distance, and $H$ the Hubble rate. In addition, we marginalize over two nuisance parameters included in our model to account for unknown systematic effects in the analysis. With this approach Euclid will be able to reach a relative precision of about 4% on measurements of $f/b$ and 0.5% on $D_M H$ in each redshift bin. Better modeling or calibration of the nuisance parameters may further increase this precision to 1% and 0.4%, respectively. Our results show that the exploitation of cosmic voids in Euclid will provide competitive constraints on cosmology even as a stand-alone probe. For example, the equation-of-state parameter $w$ for dark energy will be measured with a precision of about 10%, consistent with earlier more approximate forecasts.
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Dates et versions

hal-03426564 , version 1 (10-06-2022)

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Citer

N. Hamaus, M. Aubert, A. Pisani, S. Contarini, G. Verza, et al.. Euclid: Forecasts from redshift-space distortions and the Alcock-Paczynski test with cosmic voids. Astronomy and Astrophysics - A&A, 2022, 658, pp.A20. ⟨10.1051/0004-6361/202142073⟩. ⟨hal-03426564⟩
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