[论文解读] Galaxy Clustering in Harmonic Space from the Dark Energy Survey Year 1 Data: Compatibility with Real-Space Results

F. Andrade-Oliveira|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2021

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 57被引用 13

一句话总结

本文基于暗能量巡天第一年（DES-Y1）数据，开发并验证了一套用于星系聚类的球谐空间分析流程，证明其与先前实空间结果相容。通过适配实空间中的产品——包括红移分箱、观测掩膜和权重图——作者表明，球谐空间的角功率谱测量可得到一致的线性星系偏置约束，为未来DES-Y3及其他巡天的3x2点分析在球谐空间中的应用铺平了道路。

ABSTRACT

We perform an analysis in harmonic space of the Dark Energy Survey Year 1 Data (DES-Y1) galaxy clustering data using products obtained for the real-space analysis. We test our pipeline with a suite of lognormal simulations, which are used to validate scale cuts in harmonic space as well as to provide a covariance matrix that takes into account the DES-Y1 mask. We then apply this pipeline to DES-Y1 data taking into account survey property maps derived for the real-space analysis. We compare with real-space DES-Y1 results obtained from a similar pipeline. We show that the harmonic space analysis we develop yields results that are compatible with the real-space analysis for the bias parameters. This verification paves the way to performing a harmonic space analysis for the upcoming DES-Y3 data.

研究动机与目标

• 开发一套基于DES-Y1数据的星系聚类球谐空间分析流程，用于宇宙学参数估计。
• 利用复制DES-Y1巡天几何与系统误差的对数正态模拟，验证该流程的可靠性。
• 将球谐空间结果与DES-Y1实空间分析的既定结果进行比较，以检验一致性。
• 将实空间中的尺度截断与协方差矩阵适配至球谐空间，评估其对偏置约束的影响。
• 为未来DES-Y3数据的3x2点分析在球谐空间中的应用铺平道路。

提出的方法

• 将实空间分析中的产品——星系样本、观测掩膜和权重图——适配用于球谐空间的星系聚类分析。
• 采用伪-Cℓ方法在掩膜天空上计算角功率谱，考虑模态耦合效应。
• 生成对数正态模拟以测试尺度截断并估计协方差矩阵，纳入DES-Y1巡天掩膜。
• 使用CosmoSIS估计宇宙学参数，基准ΛCDM宇宙学模型与DES-Y1实空间分析保持一致。
• 应用两种尺度截断方式——'朴素'（构型空间）与'物理'（基于角尺度映射）——以评估结果的稳健性。
• 比较两种协方差矩阵估计器（FLASK与CosmoLike）的偏置约束结果，以评估可靠性。

实验结果

研究问题

• RQ1 基于DES-Y1数据的球谐空间星系聚类分析能否产生与既定实空间分析结果一致的结果？
• RQ2 从实空间分析中获得的尺度截断如何映射至球谐空间？哪种映射方式能产生更一致的结果？
• RQ3 不同协方差矩阵估计器（FLASK与CosmoLike）是否能产生可比的星系偏置约束？
• RQ4 该球谐空间分析流程是否足够稳健可靠，可应用于未来的DES-Y3数据？
• RQ5 实空间中使用的相同系统误差与权重图是否可有效复用于球谐空间分析？

主要发现

• 球谐空间分析得到的星系偏置约束与Elvin-Poole等人（2018）的实空间结果在统计上相容。
• 基于实空间尺度截断向角尺度映射的'物理尺度截断'方法，其结果比'朴素'截断方法更接近实空间分析结果。
• FLASK与CosmoLike生成的协方差矩阵产生非常相似的约束结果，表明该分析流程具有稳健性。
• 该流程成功利用实空间分析中的相同产品处理了巡天系统误差与掩膜效应，验证了其可复用性。
• 结果证实，球谐空间分析是DES-Y1类数据的可行替代方案，且为未来3x2点分析提供了潜力。
• 本研究为未来结合实空间与球谐空间的多探针宇宙学分析奠定了基础，尤其基于角功率谱的分析。