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Séminaires LLR

Towards precision cosmology with Rubin Observatory galaxy clusters

by Mrs Marina Ricci (LAPP)

Europe/Paris
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Description

Addressing fundamental questions regarding our understanding of the Universe, such as the cause of its accelerated expansion or the nature of dark matter, requires to confront theories and observations. In this context, galaxy clusters can be used as powerful cosmological probes and unique fundamental physics laboratories. However, their current utilization is limited by uncertainties and systematics, notably affecting the measurement of their masses. The challenge to fully exploit upcoming surveys undertaken in the optical, such as the Rubin Observatory Legacy Survey of Space and Time (LSST), but also at other wavelengths (e.g. Euclid, eROSITA, CMB-S4) is thus to control and lower down any bias related to their formation and evolution.

After setting the context of observational cosmology, I will give a quick status of the Rubin Observatory project, and then focus on how to use galaxy clusters observations to constrain cosmological models. I will present the current activities to prepare the scientific analyses of LSST data and in particular that related to galaxy cluster mass measurements. I will then focus on how to exploit the complementarity of Rubin Obs. and other instruments for cluster science and present ongoing projects that build on these synergies, either by simulating large maps of the sky or by analyzing a few galaxy clusters in great depth. Finally, I will conclude on the opportunities and challenges for cluster cosmology in the coming years.

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Répondre aux questions fondamentales concernant notre compréhension de l’Univers, comme la cause de son expansion accélérée ou la nature de la matière noire, requiert de confronter les théories aux observations. Dans ce contexte, les amas de galaxies constituent de puissantes sondes cosmologiques ainsi que de véritables laboratoires de physique fondamentale. Cependant, leur utilisation est encore limitée par des incertitudes et des effets systématiques, qui affectent notamment la mesure de leur masse. Afin d’exploiter pleinement les prochains relevés optiques, comme le Rubin Observatory Legacy Survey of Space and Time (LSST), mais aussi ceux à d’autres longueurs d’ondes (e.g. Euclid, eROSITA, CMB-S4), l’enjeu est donc de contrôler et diminuer les bias liés à la formation et à l’évolution des amas.

Après avoir défini le contexte de la cosmologie observationnelle, je donnerai un état des lieux rapide du projet Rubin Observatory, puis je me concentrerai sur l’utilisation des observations d’amas de galaxies pour contraindre les modèles cosmologiques. Je présenterai les activités en cours pour préparer les analyses scientifiques des données LSST et en particulier, celles liées aux mesures de masse des amas de galaxies. Je me concentrerai ensuite sur la façon d’exploiter la complémentarité entre le Rubin Obs. et d’autres instruments pour la science des amas. Je présenterai notamment des projets en cours qui s’appuient sur ces synergies : soit en simulant de grandes cartes du ciel ou en analysant en détail un petit échantillon d’amas de galaxies. Enfin, je conclurai sur les opportunités et défis de la cosmologie avec les amas dans les prochaines années.