[论文解读] 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 41

一句话总结

本文通过与明亮红序星系（redMaGiC）的角交叉相关，校准了暗能量巡天第一年（DES Y1）弱引力透镜源星系的红移分布，实现了约0.02的红移均值校准精度。该方法提供了稳健、基于数据的源红移分布约束，无需完全依赖光谱红移测量，并通过30波段COSMOS测光数据进行了验证，结果在独立方法间保持一致。

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.

研究动机与目标

• 通过校准DES Y1中源星系的红移分布，提高弱引力透镜宇宙学约束的准确性。
• 减少因源星系分布中光谱红移误差引起的宇宙学参数推断中的系统性不确定度。
• 开发并验证一种基于数据的红移分布估计方法，利用与高保真光谱红移的角交叉相关。
• 将基于聚类的红移校准与30波段COSMOS测光红移结果进行比较，评估一致性。
• 评估该方法的局限性，特别是对与redMaGiC星系重叠有限的高红移星系分箱的影响。

提出的方法

• 在DES覆盖的1321平方度区域内，测量四个红移分箱中源星系与通过redMaGiC算法选出的明亮红序星系之间的角交叉相关。
• 利用交叉相关信号推断每个分箱中源星系的平均红移，将redMaGiC星系列为高保真红移参考。
• 应用聚类-红移（clustering-z）技术，利用源星系与透镜星系之间的角两阶相关函数，约束红移分布n^i(z)。
• 采用基于似然的框架，通过将观测到的交叉相关幅度与理论预测拟合，估计每个源分箱的平均红移。
• 通过独立的30波段COSMOS巡天测光红移对聚类-z结果进行验证，确保不同方法间的一致性。
• 通过模拟（G17）处理系统误差，并考虑红移分箱宽度和星系偏置演化对校准精度的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 与redMaGiC星系的角交叉相关能否为弱引力透镜巡天中的源星系红移分布提供稳健、基于数据的校准？
• RQ2 利用该聚类-z方法，每个分箱中源星系平均红移的约束精度如何？
• RQ3 聚类-z结果与COSMOS场中深度30波段测光得到的结果相比如何？
• RQ4 聚类-z方法的局限性是什么，特别是在与redMaGiC星系重叠极少的高红移源星系分箱中？
• RQ5 红移分箱宽度和星系偏置演化在多大程度上影响聚类-z校准的可靠性？

主要发现

• 聚类-z方法在每个分箱中对源星系平均红移的校准精度达到约0.02。
• 即使聚类测量未覆盖源星系的全部红移范围，该方法仍能对红移分布提供可靠约束。
• 最高红移的源星系分箱（z > 1.0）因与redMaGiC星系的红移重叠极小，未被聚类测量约束。
• 聚类-z结果与30波段COSMOS测光结果一致，验证了该方法在独立数据集间的稳健性。
• 该方法在平均红移校准方面有效，但对红移分布的宽度和偏度建模可能需要进一步优化。
• 本研究强调了将聚类-z与光谱红移结合使用的重要性，以减轻系统误差，特别是在大范围弱引力透镜巡天中。