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Euclid preparation. XII. Optimizing the photometric sample of the Euclid survey for galaxy clustering and galaxy-galaxy lensing analyses

Authors :
Martin Crocce
Chiara Sirignano
O. Mansutti
L. Whittaker
Massimo Meneghetti
I. Ferrero
Alina Kiessling
Edwin A. Valentijn
Gianluca Castignani
S. Maurogordato
Giuseppe Riccio
P. B. Lilje
Carlo Burigana
Rafael Toledo-Moreo
B. Gillis
Davide Maino
Felix Hormuth
G. Sirri
F. Sureau
W. A. Holmes
Marco Baldi
Richard Massey
Knud Jahnke
K. Pedersen
A. Da Silva
Enrico Bozzo
E. Romelli
Simona Mei
C. Bodendorf
Jussi Valiviita
L. Popa
R. Cledassou
Luigi Guzzo
Andrea Cimatti
A. Pocino
F. Raison
Hélène M. Courtois
M. Tenti
Jarle Brinchmann
Robert C. Nichol
M. Poncet
Massimo Brescia
D. Di Ferdinando
Ghassem Gozaliasl
G. Meylan
D. Bonino
C. Neissner
C. S. Carvalho
Anne Costille
C. A. J. Duncan
M. Viel
A. Balaguera-Antolínez
Valeria Pettorino
Leonardo Corcione
S. Serrano
X. Dupac
Jean Coupon
C. Baccigalupi
R. Benton Metcalf
S. Farrens
Lauro Moscardini
V. Scottez
Yu Wang
Marco Castellano
G. Zamorani
Roberto P. Saglia
Andrea Biviano
Martin Kunz
F. Grupp
S. Casas
S. M. Niemi
J. Nightingale
Enzo Branchini
A. Secroun
N. Martinet
Mark Cropper
G. Seidel
Ismael Tereno
L. Stanco
L. Conversi
E. Medinaceli
Doug Potter
Stefano Cavuoti
Lucia Pozzetti
A. Cappi
F. J. Castander
C. C. Kirkpatrick
G. Congedo
R. Nakajima
Emanuel Rossetti
B. Morin
Fabio Finelli
F. Lacasa
Y. Copin
C. Padilla
Andrea Tramacere
W. Gillard
M. Martinelli
E. Keihänen
S. Kermiche
Mauro Roncarelli
Domenico Sapone
B. Garilli
I. Lloro
E. Munari
Sotiria Fotopoulou
Ariel G. Sánchez
Julien Zoubian
T. Vassallo
Romain Teyssier
Stefano Camera
Ole Marggraf
S. de la Torre
Z. Sakr
V. Capobianco
L. Patrizii
Carlo Giocoli
Stefano Andreon
S. Dusini
M. Frailis
A. Balestra
Ralf Bender
Pedro G. Ferreira
A. Boucaud
Jason Rhodes
Luca Valenziano
E. Zucca
F. Dubath
S. Bardelli
G. Polenta
Pablo Fosalba
Peter Schneider
Elisabetta Maiorano
Fabio Pasian
Hannu Kurki-Suonio
Jean-Gabriel Cuby
N. Welikala
Natalia Auricchio
Thomas D. Kitching
A. Porredon
V. F. Cardone
C. Colodro-Conde
Michele Moresco
Andy Taylor
Will J. Percival
Alkistis Pourtsidou
Christopher J. Conselice
S. Paltani
E. Franceschi
Sebastiano Ligori
Roberto Scaramella
Javier Graciá-Carpio
A. Renzi
Remi A. Cabanac
S. Galeotta
S. Pires
Federico Marulli
Andrea Zacchei
I. Tutusaus
Astronomy
Pocino, A.
Tutusaus, I.
Castander, F. J.
Fosalba, P.
Crocce, M.
Porredon, A.
Camera, S.
Cardone, V.
Casas, S.
Kitching, T.
Lacasa, F.
Martinelli, M.
Pourtsidou, A.
Sakr, Z.
Andreon, S.
Auricchio, N.
Baccigalupi, C.
Balaguera-Antolinez, A.
Baldi, M.
Balestra, A.
Bardelli, S.
Bender, R.
Biviano, A.
Bodendorf, C.
Bonino, D.
Boucaud, A.
Bozzo, E.
Branchini, E.
Brescia, M.
Brinchmann, J.
Burigana, C.
Cabanac, R.
Capobianco, V.
Cappi, A.
Carvalho, C. S.
Castellano, M.
Castignani, G.
Cavuoti, S.
Cimatti, A.
Cledassou, R.
Colodro-Conde, C.
Congedo, G.
Conselice, C. J.
Conversi, L.
Copin, Y.
Corcione, L.
Costille, A.
Coupon, J.
Courtois, H. M.
Cropper, M.
Cuby, J. -G.
Da Silva, A.
De La Torre, S.
Di Ferdinando, D.
Dubath, F.
Duncan, C.
Dupac, X.
Dusini, S.
Farrens, S.
Ferreira, P. G.
Ferrero, I.
Finelli, F.
Fotopoulou, S.
Frailis, M.
Franceschi, E.
Galeotta, S.
Garilli, B.
Gillard, W.
Gillis, B.
Giocoli, C.
Gozaliasl, G.
Gracia-Carpio, J.
Grupp, F.
Guzzo, L.
Holmes, W.
Hormuth, F.
Jahnke, K.
Keihanen, E.
Kermiche, S.
Kiessling, A.
Kirkpatrick, C. C.
Kunz, M.
Kurki-Suonio, H.
Ligori, S.
Lilje, P. B.
Lloro, I.
Maino, D.
Maiorano, E.
Mansutti, O.
Marggraf, O.
Martinet, N.
Marulli, F.
Massey, R.
Maurogordato, S.
Medinaceli, E.
Mei, S.
Meneghetti, M.
Benton Metcalf, R.
Meylan, G.
Moresco, M.
Morin, B.
Moscardini, L.
Munari, E.
Nakajima, R.
Neissner, C.
Nichol, R. C.
Niemi, S.
Nightingale, J.
Padilla, C.
Paltani, S.
Pasian, F.
Patrizii, L.
Pedersen, K.
Percival, W. J.
Pettorino, V.
Pires, S.
Polenta, G.
Poncet, M.
Popa, L.
Potter, D.
Pozzetti, L.
Raison, F.
Renzi, A.
Rhodes, J.
Riccio, G.
Romelli, E.
Roncarelli, M.
Rossetti, E.
Saglia, R.
Sanchez, A. G.
Sapone, D.
Scaramella, R.
Schneider, P.
Scottez, V.
Secroun, A.
Seidel, G.
Serrano, S.
Sirignano, C.
Sirri, G.
Stanco, L.
Sureau, F.
Taylor, A. N.
Tenti, M.
Tereno, I.
Teyssier, R.
Toledo-Moreo, R.
Tramacere, A.
Valentijn, E. A.
Valenziano, L.
Valiviita, J.
Vassallo, T.
Viel, M.
Wang, Y.
Welikala, N.
Whittaker, L.
Zacchei, A.
Zamorani, G.
Zoubian, J.
Zucca, E.
Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112))
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)
Institut d'astrophysique spatiale (IAS)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)
Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE)
Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)
Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon (IP2I Lyon)
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM)
Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM)
Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA (UMR_8112))
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY)
Institut d'Astrophysique de Paris (IAP)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Euclid
Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères = Laboratory for Studies of Radiation and Matter in Astrophysics and Atmospheres (LERMA)
École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY)
Department of Physics
Research Program in Systems Oncology
Helsinki Institute of Physics
Pocino A.
Tutusaus I.
Castander F.J.
Fosalba P.
Crocce M.
Porredon A.
Camera S.
Cardone V.
Casas S.
Kitching T.
Lacasa F.
Martinelli M.
Pourtsidou A.
Sakr Z.
Andreon S.
Auricchio N.
Baccigalupi C.
Balaguera-Antolinez A.
Baldi M.
Balestra A.
Bardelli S.
Bender R.
Biviano A.
Bodendorf C.
Bonino D.
Boucaud A.
Bozzo E.
Branchini E.
Brescia M.
Brinchmann J.
Burigana C.
Cabanac R.
Capobianco V.
Cappi A.
Carvalho C.S.
Castellano M.
Castignani G.
Cavuoti S.
Cimatti A.
Cledassou R.
Colodro-Conde C.
Congedo G.
Conselice C.J.
Conversi L.
Copin Y.
Corcione L.
Costille A.
Coupon J.
Courtois H.M.
Cropper M.
Cuby J.-G.
Da Silva A.
De La Torre S.
Di Ferdinando D.
Dubath F.
Duncan C.
Dupac X.
Dusini S.
Farrens S.
Ferreira P.G.
Ferrero I.
Finelli F.
Fotopoulou S.
Frailis M.
Franceschi E.
Galeotta S.
Garilli B.
Gillard W.
Gillis B.
Giocoli C.
Gozaliasl G.
Gracia-Carpio J.
Grupp F.
Guzzo L.
Holmes W.
Hormuth F.
Jahnke K.
Keihanen E.
Kermiche S.
Kiessling A.
Kirkpatrick C.C.
Kunz M.
Kurki-Suonio H.
Ligori S.
Lilje P.B.
Lloro I.
Maino D.
Maiorano E.
Mansutti O.
Marggraf O.
Martinet N.
Marulli F.
Massey R.
Maurogordato S.
Medinaceli E.
Mei S.
Meneghetti M.
Benton Metcalf R.
Meylan G.
Moresco M.
Morin B.
Moscardini L.
Munari E.
Nakajima R.
Neissner C.
Nichol R.C.
Niemi S.
Nightingale J.
Padilla C.
Paltani S.
Pasian F.
Patrizii L.
Pedersen K.
Percival W.J.
Pettorino V.
Pires S.
Polenta G.
Poncet M.
Popa L.
Potter D.
Pozzetti L.
Raison F.
Renzi A.
Rhodes J.
Riccio G.
Romelli E.
Roncarelli M.
Rossetti E.
Saglia R.
Sanchez A.G.
Sapone D.
Scaramella R.
Schneider P.
Scottez V.
Secroun A.
Seidel G.
Serrano S.
Sirignano C.
Sirri G.
Stanco L.
Sureau F.
Taylor A.N.
Tenti M.
Tereno I.
Teyssier R.
Toledo-Moreo R.
Tramacere A.
Valentijn E.A.
Valenziano L.
Valiviita J.
Vassallo T.
Viel M.
Wang Y.
Welikala N.
Whittaker L.
Zacchei A.
Zamorani G.
Zoubian J.
Zucca E.
Source :
Astronomy & astrophysics, 655:A44. EDP Sciences, Astronomy and astrophysics, 655:A44. EDP Sciences, Astronomy & Astrophysics, 2021, Vol.655, pp.A44 [Peer Reviewed Journal], Astron.Astrophys., Astron.Astrophys., 2021, 655, pp.A44. ⟨10.1051/0004-6361/202141061⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2021, 655, pp.A44. ⟨10.1051/0004-6361/202141061⟩, Digital.CSIC. Repositorio Institucional del CSIC, instname, 2021, ' Euclid preparation: XII. Optimizing the photometric sample of the Euclid survey for galaxy clustering and galaxy-galaxy lensing analyses ', Astronomy and Astrophysics, vol. 655, A44, pp. 1-21 . https://doi.org/10.1051/0004-6361/202141061
Publication Year :
2021

Abstract

Pocino, A., et al. (Euclid Collaboration)<br />Photometric redshifts (photo-zs) are one of the main ingredients in the analysis of cosmological probes. Their accuracy particularly affects the results of the analyses of galaxy clustering with photometrically selected galaxies (GCph) and weak lensing. In the next decade, space missions such as Euclid will collect precise and accurate photometric measurements for millions of galaxies. These data should be complemented with upcoming ground-based observations to derive precise and accurate photo-zs. In this article we explore how the tomographic redshift binning and depth of ground-based observations will affect the cosmological constraints expected from the Euclid mission. We focus on GCph and extend the study to include galaxy-galaxy lensing (GGL). We add a layer of complexity to the analysis by simulating several realistic photo-z distributions based on the Euclid Consortium Flagship simulation and using a machine learning photo-z algorithm. We then use the Fisher matrix formalism together with these galaxy samples to study the cosmological constraining power as a function of redshift binning, survey depth, and photo-z accuracy. We find that bins with an equal width in redshift provide a higher figure of merit (FoM) than equipopulated bins and that increasing the number of redshift bins from ten to 13 improves the FoM by 35% and 15% for GCph and its combination with GGL, respectively. For GCph, an increase in the survey depth provides a higher FoM. However, when we include faint galaxies beyond the limit of the spectroscopic training data, the resulting FoM decreases because of the spurious photo-zs. When combining GCph and GGL, the number density of the sample, which is set by the survey depth, is the main factor driving the variations in the FoM. Adding galaxies at faint magnitudes and high redshift increases the FoM, even when they are beyond the spectroscopic limit, since the number density increase compensates for the photo-z degradation in this case. We conclude that there is more information that can be extracted beyond the nominal ten tomographic redshift bins of Euclid and that we should be cautious when adding faint galaxies into our sample since they can degrade the cosmological constraints.

Details

Language :
English
ISSN :
00046361
Database :
OpenAIRE
Journal :
Astronomy & astrophysics, 655:A44. EDP Sciences, Astronomy and astrophysics, 655:A44. EDP Sciences, Astronomy & Astrophysics, 2021, Vol.655, pp.A44 [Peer Reviewed Journal], Astron.Astrophys., Astron.Astrophys., 2021, 655, pp.A44. ⟨10.1051/0004-6361/202141061⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2021, 655, pp.A44. ⟨10.1051/0004-6361/202141061⟩, Digital.CSIC. Repositorio Institucional del CSIC, instname, 2021, ' Euclid preparation: XII. Optimizing the photometric sample of the Euclid survey for galaxy clustering and galaxy-galaxy lensing analyses ', Astronomy and Astrophysics, vol. 655, A44, pp. 1-21 . https://doi.org/10.1051/0004-6361/202141061
Accession number :
edsair.doi.dedup.....f39e25bbce37e3d11c3d7142d5b6e9c0