Combined analysis of weak lensing and galaxy clustering with photometric galaxy surveys

• Autores: David Sánchez Cid
• Directores de la Tesis: Eusebio Sánchez Álvaro (dir. tes.), Ignacio Sevilla Noarbe (dir. tes.), Francisco Javier Sánchez López (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2024
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Analisis combinado del efecto de lente gravitacional débil y el agrupamiento de galaxias con cartografiados fotométricos de galaxias
• Tribunal Calificador de la Tesis: Juan Abel Barrio Uña (presid.), José Alberto Ruiz Cembranos (secret.), Judit Prat Marti (voc.), Anna Maria Porredon Diez de Tejada (voc.), Raúl Angulo de la Fuente (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Física por la Universidad Complutense de Madrid
• Materias:
  • Astronomía y astrofísica
    • Cosmología y cosmogonía
      • Gravitación
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen

  • La cosmología observacional ha experimentado avances significativos recientemente, impulsados por cartografiados fotométricos de la Fase-III como DES, HSC y KiDS, proporcionado datos cruciales para la precisa medición de parámetros cosmológicos, destacando la necesidad de abordar las incertidumbres sistemáticas, especialmente a pequeña escala, para obtener resultados no sesgados. La reducción de errores mediante observaciones más profundas ha revelado una leve discrepancia en la amplitud de agrupamiento de materia entre estudios del universo temprano y tardío.

    Esta tesis contribuye significativamente al avance de la cosmología observacional mediante la optimización y validación del marco teórico para el análisis del Año 6 de DES. Se enfoca en el efecto de lente gravitacional débil y el agrupamiento de galaxias, conocidos como 3x2pt, además de presentar un proyecto precursor para la colaboración entre el Vera C. Rubin Observatory Legacy Survey of Space and Time y DES (LSST-DESC).

    El análisis combinado de lentes débiles y agrupación de galaxias ha establecido límites estrictos para parámetros como Om, sigma8, y su combinación S8. Se desarrollaron modelos avanzados para el análisis de cizalladura cósmica, abarcando desde el análisis 2x2pt hasta el 3x2pt en el espacio real. Este trabajo ha llevado el análisis hasta escalas pequeñas, modelando el espectro de potencia de la materia con precisión, incluyendo una contribución fija de bariones y abordando las no linealidades con un modelo de halos, minimizando así la contaminación residual con cortes de escala optimizados.

    Las técnicas empleadas para el agrupamiento de galaxias han avanzado hasta escalas no lineales de 4 Mpc/h, utilizando teorías de perturbaciones eulerianas para describir el sesgo en la distribución galáctica respecto a la materia oscura. Además, se optimizó la parametrización de la alineación intrínseca de las galaxias para aprovechar al máximo el poder de restricción de las diferentes sondas. La metodología establecida mejoró notablemente la precisión en la estimación de los parámetros cosmológicos, prediciendo un incremento significativo en el poder de restricción para el análisis del Año 6 de DES en comparación con el Año 3.

    Adicionalmente, se llevó a cabo un proyecto precursor para LSST-DESC, reanalizando datos del HSC Año 1 con herramientas desarrolladas por LSST-DESC. Esto incluyó la simulación del futuro análisis LSST-DESC Año 1 3x2pt, proporcionando valiosa información sobre los desafíos y oportunidades para futuros sondeos de Fase IV como LSST.

    Contribuciones adicionales se realizaron al desarrollo y validación de herramientas de medición e inferencia como TXPIPE y FIRECROWN. Medimos el espectro de potencia angular de la señal 3x2pt bajo condiciones de observación parcial con TXPIPE, aplicando desproyección tanto al campo de densidad de galaxias como al de cizalladura por primera vez. El código FIRECROWN fue utilizado para la inferencia estadística, implementando efectos sistemáticos Los principales resultados del análisis 3x2pt incluyen estimaciones para Om y S8, mostrando Om = 0.236+0.065-0.055 y S8 = 0.815+0.021-0.025. Además, se validaron los resultados oficiales de la cizalladura cósmica del HSC Año 1 utilizando herramientas de inferencia de LSST-DESC.

    El análisis se extendió para incluir modelos más allá de wCDM, explorando efectos de neutrinos masivos, magnificación por galaxias lente y el modelo wCDM. Pruebas de robustez adicionales fueron realizadas sobre resultados obtenidos. En resumen, esta tesis representa un avance teórico y técnico en el análisis 3x2pt, estableciendo las bases para futuros estudios cosmológicos con sondeos de la Fase IV. Resolver estos desafíos permitirá aprovechar completamente la información de los futuros sondeos, avanzando en nuestra comprensión del universo tardío y potencialmente descubriendo nueva física más allá del modelo estándar de la cosmología.