Published 2021 | Version v1
Journal article

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

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-Antolínez, 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.
Graciá-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.
Metcalf, R. Benton
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.
Sánchez, 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.
Others:
Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / 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 d'astrophysique spatiale (IAS) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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 Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-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)
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 Paris Cité (UPCité)
Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE) ; 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)
Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)
Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon (IP2I Lyon) ; 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'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 et Atmosphères (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

Description

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.Key words: galaxies: distances and redshifts / techniques: photometric / cosmological parameters / surveys

Abstract

International audience

Additional details

Created:
December 3, 2022
Modified:
December 1, 2023