[論文レビュー] Dark Energy Survey Year 1 Results: Cross-Correlation Redshifts in the DES -- Calibration of the Weak Lensing Source Redshift Distributions

C. Davis, M. Gatti+82 more|CaltechAUTHORS (California Institute of Technology)|Oct 6, 2017

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 12被引用数 41

ひとこと要約

この論文は、ダークエネルギー調査1年目（DES Y1）における弱引力レンズ源銀河の赤方偏移分布を、明るい赤銀河（redMaGiC）との角度交差相関を用いて校正し、赤方偏移平均の校正精度を約0.02に達成した。この手法は、写真赤方偏移に完全に依存しない、データ駆動型の源銀河赤方偏移分布の制約を提供するものであり、30バンドのCOSMOS写真赤方偏移と照合された結果、独立した手法間で一貫性があることが示された。

ABSTRACT

We present the calibration of the Dark Energy Survey Year 1 (DES Y1) weak lensing source galaxy redshift distributions from clustering measurements. By cross-correlating the positions of source galaxies with luminous red galaxies selected by the redMaGiC algorithm we measure the redshift distributions of the source galaxies as placed into different tomographic bins. These measurements constrain any such shifts to an accuracy of $\sim0.02$ and can be computed even when the clustering measurements do not span the full redshift range. The highest-redshift source bin is not constrained by the clustering measurements because of the minimal redshift overlap with the redMaGiC galaxies. We compare our constraints with those obtained from $ exttt{COSMOS}$ 30-band photometry and find that our two very different methods produce consistent constraints.

研究の動機と目的

• DES Y1における源銀河の赤方偏移分布の校正を通じて、弱引力レンズを用いた宇宙論的制約の精度を向上させること。
• 源銀河の写真赤方偏移誤差に起因する宇宙論的パラメータ推定における系統的不確実性を低減すること。
• 高精度の写真赤方偏移を持つ銀河との角度交差相関を用いた、データ駆動型の赤方偏移分布推定手法の開発および検証。
• クラスタリングベースの赤方偏移校正を、COSMOS 30バンド写真赤方偏移と比較し、一貫性を評価すること。
• 特に、redMaGiC銀河との重なりが少ない高赤方偏移ビンにおける手法の限界を評価すること。

提案手法

• DESの1321 deg²の領域において、4つの赤方偏移ビンに分けられた源銀河と、redMaGiCアルゴリズムで選別された明るい赤銀河（redMaGiC）との間の角度交差相関を測定。
• 交差相関信号を用いて、各トモグラフィックビンにおける源銀河の平均赤方偏移を推定し、redMaGiC銀河を高精度な赤方偏移基準とみなす。
• 源銀河とレンズ銀河の間の角度二点相関関数を活用して、赤方偏移分布 n^i(z) を制約するクラスタリング赤方偏移（clustering-z）手法を適用。
• 観測された交差相関の振幅を理論的予測に合わせてフィットさせるための尤度ベースのフレームワークを用いて、各源ビンの平均赤方偏移を推定。
• クラスタリング-zの結果を、独立した30バンドCOSMOS調査の写真赤方偏移と照合し、手法間の一貫性を確認。
• シミュレーション（G17）を用いてシステムティックを補正し、赤方偏移ビン幅とバイアスの時間的変化が校正精度に与える影響を検討。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 redMaGiC銀河との角度交差相関は、弱引力レンズ調査における源銀河赤方偏移分布の、頑健でデータ駆動型の校正を可能にするか？
• RQ2 このクラスタリング-z手法を用いることで、各トモグラフィックビンにおける源銀河の平均赤方偏移はどの程度正確に制約できるか？
• RQ3 クラスタリング-zの結果は、COSMOS領域における深さ30バンド写真赤方偏移の結果とどのように一致するか？
• RQ4 特に、redMaGiC銀河との重なりが少ない高赤方偏移源ビンにおいて、クラスタリング-z手法の限界は何か？
• RQ5 赤方偏移ビン幅と銀河バイアスの時間的変化が、クラスタリング-z校正の信頼性にどの程度影響を与えるか？

主な発見

• クラスタリング-z手法は、各トモグラフィックビンにおける源銀河の平均赤方偏移について、約0.02の校正精度を達成した。
• クラスタリング測定が源銀河の全赤方偏移範囲をカバーしない場合でも、赤方偏移分布の制約が信頼できるものであることが示された。
• 最高赤方偏移ビン（z > 1.0）は、redMaGiC銀河との赤方偏移重なりが極めて少ないので、クラスタリング測定では制約されなかった。
• クラスタリング-zの結果は、30バンドCOSMOS写真赤方偏移から得られた結果と一貫しており、この手法の堅牢性が独立したデータセット間で確認された。
• この手法は平均赤方偏移の校正には有効であるが、赤方偏移分布の幅や歪度をモデル化するにはさらに精錬が必要である可能性がある。
• 本研究は、特に広域弱引力レンズ調査において、クラスタリング-zと写真赤方偏移を組み合わせることでシステムティックを低減する重要性を強調している。