Cosmological constraints by tomographic galaxy clustering with Euclid data

par Vincent Duret (CPPM)

jeudi 13 mars 2025, 10:00 → 13:00 Europe/Paris

Amphitéâtre (CPPM)

Composition du jury :
- Alain BLANCHARD (Président du jury et Rapporteur)
- Étienne BURTIN (Rapporteur)
- Micol BOLZONELLA (Examinatrice)
- Ariel SANCHEZ (Examinateur)
- Stéphanie ESCOFFIER (Directrice de thèse)
- William GILLARD (Co-directeur de thèse)

Résumé :
La mission Euclid est dédiée à l'étude de l'énergie sombre et de la matière noire, les deux principaux constituants de l’Univers. Elle relève la position de centaines de millions de galaxies. La mesure de leur regroupement sous l’effet de la gravitation, confrontée à la théorie, permet de déterminer les propriétés de l’Univers. Les oscillations baryoniques acoustiques se traduisent par un pic dans cette mesure, à une position qui n’augmente que sous l’effet de l’expansion de l’Univers. Pour mesurer le regroupement des galaxies, j'utilise les redshifts dits photométriques. J’exploite le deep learning pour améliorer la précision de ces redshifts et montre que l’information combinée des images et magnitudes de galaxies peut diviser par 4 le nombre de valeurs aberrantes par rapport aux magnitudes seules. Je mesure et compare le regroupement des galaxies de la simulation Euclid Flagship via la fonction de corrélation angulaire à deux points dans différentes configurations. La position du pic BAO et l’évolution de l'expansion de l'Univers sont ensuite contraintes. L’analyse jointe avec Euclid se révèle être trois fois plus puissante qu'avec les derniers résultats du Dark Energy Survey avec une incertitude de 0.8% sur la position. Une analyse détaillée de la robustesse des résultats et des pistes d’améliorations sont proposées. Une analyse dite full-shape, utilisant la forme entière de la fonction de corrélation angulaire plutôt que la seule position du pic BAO a été menée pour prévoir les contraintes des paramètres cosmologiques dans le cadre de la première publication de données Euclid interne à la collaboration prévue fin 2025 (Data Release 1). J'ai complété cette analyse full-shape par une étude visant à quantifier les effets systématiques causés par un biais ou un élargissement des distributions de redshift, montrant que l'élargissement peut occasionner des biais dans les paramètres cosmologiques et devra faire l'objet d'une étude approfondie pour la DR1 d'Euclid. 

Abstract :
The Euclid mission is dedicated to the study of dark energy and dark matter, the two main components of our Universe. Euclid will survey the position of hundreds of millions galaxies. The measurement of their clustering under the effect of gravitation, once confronted with theory, allows the determination of the properties of the Universe. Baryonic acoustic oscillations are seen as a peak in this measurement, at a position which only increases under the effect of the Universe expansion. To measure galaxy clustering, I use photometric redshifts. I leverage deep learning methods to improve the precision of these redshifts and I show that using the combined information of galaxy images and magnitudes can decrease by a factor 4 the number of outliers with respect to magnitudes alone. I measure and compare galaxy clustering in the Euclid Flagship simulation with the two-point angular correlation function in different settings. The position of the BAO peak and the evolution of the expansion of the Universe are then constrained. The joint analysis with Euclid is 3 times as powerful as with the Dark Energy Survey latest constraints with an uncertainty of 0.8% on the position. A detailed analysis of the robustness of the results is given and avenues for improvement are suggested. An analysis called full-shape, using the entire shape of the angular correlation function instead of the BAO peak position alone, was conducted to forecast the constraints on cosmological parameters in the context of the first Euclid data release (DR1) which will be available to the collaboration at the end of 2025. I completed this full-shape analysis by a study which aims at quantifying the systematic effect of a bias or stretch of the redshift distribution, showing that a stretch can cause biases on cosmological parameters and should be the object of an in-depth investigation for Euclid DR1.

Lien Zoom :
https://univ-amu-fr.zoom.us/j/91445435788?pwd=ZTgSRtTU7McQasv56oCXlouoLbWXz4.1