Euclid preparation. XXIV. Calibration of the halo mass function in Λ(ν)CDM cosmologies
- Creators
- Castro, T.
- Fumagalli, A.
- Angulo, R. E.
- Bocquet, S.
- Borgani, S.
- Carbone, C.
- Dakin, J.
- Dolag, K.
- Giocoli, C.
- Monaco, P.
- Ragagnin, A.
- Saro, A.
- Sefusatti, E.
- Costanzi, M.
- Brun, A. M. C. Le
- Corasaniti, P. -S.
- Amara, A.
- Amendola, L.
- Baldi, M.
- Bender, R.
- Bodendorf, C.
- Branchini, E.
- Brescia, M.
- Camera, S.
- Capobianco, V.
- Carretero, J.
- Castellano, M.
- Cavuoti, S.
- Cimatti, A.
- Cledassou, R.
- Congedo, G.
- Conversi, L.
- Copin, Y.
- Corcione, L.
- Courbin, F.
- Da Silva, A.
- Degaudenzi, H.
- Douspis, M.
- Dubath, F.
- Duncan, C. A. J.
- Dupac, X.
- Farrens, S.
- Ferriol, S.
- Fosalba, P.
- Frailis, M.
- Franceschi, E.
- Galeotta, S.
- Garilli, B.
- Gillis, B.
- Grazian, A.
- Grupp, F.
- Haugan, S. V. H.
- Hormuth, F.
- Hornstrup, A.
- Hudelot, P.
- Jahnke, K.
- Kermiche, S.
- Kitching, T.
- Kunz, M.
- Kurki-Suonio, H.
- Lilje, P. B.
- Lloro, I.
- Mansutti, O.
- Marggraf, O.
- Marulli, F.
- Meneghetti, M.
- Merlin, E.
- Meylan, G.
- Moresco, M.
- Moscardini, L.
- Munari, E.
- Niemi, S. M.
- Padilla, C.
- Paltani, S.
- Pasian, F.
- Pedersen, K.
- Pettorino, V.
- Pires, S.
- Polenta, G.
- Poncet, M.
- Popa, L.
- Pozzetti, L.
- Raison, F.
- Rebolo, R.
- Renzi, A.
- Rhodes, J.
- Riccio, G.
- Romelli, E.
- Saglia, R.
- Sapone, D.
- Sartoris, B.
- Schneider, P.
- Seidel, G.
- Sirri, G.
- Stanco, L.
- Crespí, P. Tallada
- Taylor, A. N.
- Toledo-Moreo, R.
- Torradeflot, F.
- Tutusaus, I.
- Valentijn, E. A.
- Valenziano, L.
- Vassallo, T.
- Wang, Y.
- Weller, J.
- Zacchei, A.
- Zamorani, G.
- Andreon, S.
- Bardelli, S.
- Bozzo, E.
- Colodro-Conde, C.
- Di Ferdinando, D.
- Farina, M.
- Graciá-Carpio, J.
- Lindholm, V.
- Neissner, C.
- Scottez, V.
- Tenti, M.
- Zucca, E.
- Baccigalupi, C.
- Balaguera-Antolínez, A.
- Ballardini, M.
- Bernardeau, F.
- Biviano, A.
- Blanchard, A.
- Borlaff, A. S.
- Burigana, C.
- Cabanac, R.
- Cappi, A.
- Carvalho, C. S.
- Casas, S.
- Castignani, G.
- Cooray, A.
- Coupon, J.
- Courtois, H. M.
- Davini, S.
- de Lucia, G.
- Desprez, G.
- Dole, H.
- Escartin, J. A.
- Escoffier, S.
- Finelli, F.
- Ganga, K.
- Garcia-Bellido, J.
- George, K.
- Gozaliasl, G.
- Hildebrandt, H.
- Hook, I.
- Ilić, S.
- Kansal, V.
- Keihanen, E.
- Kirkpatrick, C. C.
- Loureiro, A.
- Macias-Perez, J.
- Magliocchetti, M.
- Maoli, R.
- Marcin, S.
- Martinelli, M.
- Martinet, N.
- Matthew, S.
- Maturi, M.
- Metcalf, R. B.
- Morgante, G.
- Nadathur, S.
- Nucita, A. A.
- Patrizii, L.
- Peel, A.
- Popa, V.
- Porciani, C.
- Potter, D.
- Pourtsidou, A.
- Pöntinen, M.
- Sánchez, A. G.
- Sakr, Z.
- Schirmer, M.
- Sereno, M.
- Mancini, A. Spurio
- Teyssier, R.
- Valiviita, J.
- Veropalumbo, A.
- Viel, M.
- Le Brun, A.
- Tallada Crespí, P.
- Spurio Mancini, A.
- Others:
- Laboratoire Univers et Théories (LUTH (UMR_8102)) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-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)
- Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)
- Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
- 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)
- Institut d'astrophysique spatiale (IAS) ; 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)
- 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)
- 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)
- Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP) ; 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)
- Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur ; Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-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)
- Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab) ; Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC) ; Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ) ; Université Grenoble Alpes (UGA)
- 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)
Description
Euclid's photometric galaxy cluster survey has the potential to be a very competitive cosmological probe. The main cosmological probe with observations of clusters is their number count, within which the halo mass function (HMF) is a key theoretical quantity. We present a new calibration of the analytic HMF, at the level of accuracy and precision required for the uncertainty in this quantity to be subdominant with respect to other sources of uncertainty in recovering cosmological parameters from Euclid cluster counts. Our model is calibrated against a suite of N-body simulations using a Bayesian approach taking into account systematic errors arising from numerical effects in the simulation. First, we test the convergence of HMF predictions from different N-body codes, by using initial conditions generated with different orders of Lagrangian Perturbation theory, and adopting different simulation box sizes and mass resolution. Then, we quantify the effect of using different halo finder algorithms, and how the resulting differences propagate to the cosmological constraints. In order to trace the violation of universality in the HMF, we also analyse simulations based on initial conditions characterised by scale-free power spectra with different spectral indexes, assuming both Einstein-de Sitter and standard ΛCDM expansion histories. Based on these results, we construct a fitting function for the HMF that we demonstrate to be sub-percent accurate in reproducing results from 9 different variants of the ΛCDM model including massive neutrinos cosmologies. The calibration systematic uncertainty is largely subdominant with respect to the expected precision of future mass-observation relations; with the only notable exception of the effect due to the halo finder, that could lead to biased cosmological inference.
Abstract
25 pages, 21 figures, 5 tables, 3 appendixes; v2 matches published version
Abstract
International audience
Additional details
- URL
- https://hal-obspm.ccsd.cnrs.fr/obspm-04079759
- URN
- urn:oai:HAL:obspm-04079759v1
- Origin repository
- UNICA