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Euclid: The reduced shear approximation and magnification bias for Stage IV cosmic shear experiments

Authors :
F. Pasian
Stefano Cavuoti
Felix Hormuth
Giulio Fabbian
A. C. Deshpande
V. F. Cardone
Natalia Auricchio
Julien Zoubian
G. Polenta
Simona Mei
Ole Marggraf
Ivan Lloro
E. Franceschi
Leonardo Corcione
Martin Kunz
Peter Schneider
Valeria Pettorino
Carmelita Carbone
J. Carretero
Rafael Toledo-Moreo
A. Secroun
S. Kermiche
Stéphane Paltani
Frank Grupp
Sandrine Pires
H. Israel
Florent Sureau
Z. Sakr
Peter Taylor
Mauro Roncarelli
G. Meylan
G. Sirri
S. Casas
F. Lacasa
Massimo Meneghetti
Lauro Moscardini
M. Poncet
Massimo Brescia
P. B. Lilje
Roberto P. Saglia
C. Bodendorf
G. Congedo
I. Tutusaus
A. N. Taylor
B. Kubik
Domenico Sapone
Bianca Garilli
F. Dubath
V. Capobianco
S. Dusini
Cristobal Padilla
Mark Cropper
Ismael Tereno
Martin Kilbinger
Thomas D. Kitching
Sebastiano Ligori
F. Raison
R. Cledassou
D. Bonino
Eugenio Maiorano
M. Fumana
Jean-Luc Starck
Yu Wang
Marco Castellano
Henk Hoekstra
Stefano Camera
Santiago Serrano
Richard Massey
Knud Jahnke
Jason Rhodes
L. Conversi
Luca Valenziano
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-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)
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)
Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)
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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)
Euclid Consortium
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Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Aix Marseille Université (AMU)
Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
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Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
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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)
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Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères = Laboratory for Studies of Radiation and Matter in Astrophysics and Atmospheres (LERMA)
École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
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Royal Society (UK)
National Aeronautics and Space Administration (US)
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European Commission
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Canadian Euclid Consortium
Centre National D'Etudes Spatiales (France)
German Centre for Air and Space Travel
Danish Space Research Institute
Fundação para a Ciência e a Tecnologia (Portugal)
Ministerio de Economía y Competitividad (España)
Netherlands Research School for Astronomy
Romanian Space Agency
State Secretariat for Education, Research and Innovation (Switzerland)
Norwegian Space Agency
UK Space Agency
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)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Deshpande, A. C.
Kitching, T. D.
Cardone, V. F.
Taylor, P. L.
Casas, S.
Camera, S.
Carbone, C.
Kilbinger, M.
Pettorino, V.
Sakr, Z.
Sapone, D.
Tutusaus, I.
Auricchio, N.
Bodendorf, C.
Bonino, D.
Brescia, M.
Capobianco, V.
Carretero, J.
Castellano, M.
Cavuoti, S.
Cledassou, R.
Congedo, G.
Conversi, L.
Corcione, L.
Cropper, M.
Dubath, F.
Dusini, S.
Fabbian, G.
Franceschi, E.
Fumana, M.
Garilli, B.
Grupp, F.
Hoekstra, H.
Hormuth, F.
Israel, H.
Jahnke, K.
Kermiche, S.
Kubik, B.
Kunz, M.
Lacasa, F.
Ligori, S.
Lilje, P. B.
Lloro, I.
Maiorano, E.
Marggraf, O.
Massey, R.
Mei, S.
Meneghetti, M.
Meylan, G.
Moscardini, L.
Padilla, C.
Paltani, S.
Pasian, F.
Pires, S.
Polenta, G.
Poncet, M.
Raison, F.
Rhodes, J.
Roncarelli, M.
Saglia, R.
Schneider, P.
Secroun, A.
Serrano, S.
Sirri, G.
Starck, J. L.
Sureau, F.
Taylor, A. N.
Tereno, I.
Toledo-Moreo, R.
Valenziano, L.
Wang, Y.
Zoubian, J.
Deshpande A.C.
Kitching T.D.
Cardone V.F.
Taylor P.L.
Casas S.
Camera S.
Carbone C.
Kilbinger M.
Pettorino V.
Sakr Z.
Sapone D.
Tutusaus I.
Auricchio N.
Bodendorf C.
Bonino D.
Brescia M.
Capobianco V.
Carretero J.
Castellano M.
Cavuoti S.
Cledassou R.
Congedo G.
Conversi L.
Corcione L.
Cropper M.
Dubath F.
Dusini S.
Fabbian G.
Franceschi E.
Fumana M.
Garilli B.
Grupp F.
Hoekstra H.
Hormuth F.
Israel H.
Jahnke K.
Kermiche S.
Kubik B.
Kunz M.
Lacasa F.
Ligori S.
Lilje P.B.
Lloro I.
Maiorano E.
Marggraf O.
Massey R.
Mei S.
Meneghetti M.
Meylan G.
Moscardini L.
Padilla C.
Paltani S.
Pasian F.
Pires S.
Polenta G.
Poncet M.
Raison F.
Rhodes J.
Roncarelli M.
Saglia R.
Schneider P.
Secroun A.
Serrano S.
Sirri G.
Starck J.L.
Sureau F.
Taylor A.N.
Tereno I.
Toledo-Moreo R.
Valenziano L.
Wang Y.
Zoubian J.
Source :
Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2020, 636, pp.A95. ⟨10.1051/0004-6361/201937323⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2020, 636, pp.A95. ⟨10.1051/0004-6361/201937323⟩, Digital.CSIC. Repositorio Institucional del CSIC, instname, 2020, ' Euclid : The reduced shear approximation and magnification bias for Stage IV cosmic shear experiments ', Astronomy and Astrophysics, vol. 636, A95 . https://doi.org/10.1051/0004-6361/201937323, Astronomy & Astrophysics, 636, A95, Astronomy & astrophysics, 2020, Vol.636, pp.A95 [Peer Reviewed Journal]
Publication Year :
2020

Abstract

Stage IV weak lensing experiments will offer more than an order of magnitude leap in precision. We must therefore ensure that our analyses remain accurate in this new era. Accordingly, previously ignored systematic effects must be addressed. In this work, we evaluate the impact of the reduced shear approximation and magnification bias, on the information obtained from the angular power spectrum. To first-order, the statistics of reduced shear, a combination of shear and convergence, are taken to be equal to those of shear. However, this approximation can induce a bias in the cosmological parameters that can no longer be neglected. A separate bias arises from the statistics of shear being altered by the preferential selection of galaxies and the dilution of their surface densities, in high-magnification regions. The corrections for these systematic effects take similar forms, allowing them to be treated together. We calculated the impact of neglecting these effects on the cosmological parameters that would be determined from Euclid, using cosmic shear tomography. To do so, we employed the Fisher matrix formalism, and included the impact of the super-sample covariance. We also demonstrate how the reduced shear correction can be calculated using a lognormal field forward modelling approach. These effects cause significant biases in Omega_m, sigma_8, n_s, Omega_DE, w_0, and w_a of -0.53 sigma, 0.43 sigma, -0.34 sigma, 1.36 sigma, -0.68 sigma, and 1.21 sigma, respectively. We then show that these lensing biases interact with another systematic: the intrinsic alignment of galaxies. Accordingly, we develop the formalism for an intrinsic alignment-enhanced lensing bias correction. Applying this to Euclid, we find that the additional terms introduced by this correction are sub-dominant.<br />Comment: 16 pages, 6 figures, submitted to Astronomy & Astrophysics on 16/12/2019, accepted on 04/03/2020. SSC Fisher procedure corrected

Details

ISSN :
00046361 and 03650138
Database :
OpenAIRE
Journal :
Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2020, 636, pp.A95. ⟨10.1051/0004-6361/201937323⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2020, 636, pp.A95. ⟨10.1051/0004-6361/201937323⟩, Digital.CSIC. Repositorio Institucional del CSIC, instname, 2020, ' Euclid : The reduced shear approximation and magnification bias for Stage IV cosmic shear experiments ', Astronomy and Astrophysics, vol. 636, A95 . https://doi.org/10.1051/0004-6361/201937323, Astronomy & Astrophysics, 636, A95, Astronomy & astrophysics, 2020, Vol.636, pp.A95 [Peer Reviewed Journal]
Accession number :
edsair.doi.dedup.....0efb762d84cfd4eb3025e3af8bbecad3
Full Text :
https://doi.org/10.1051/0004-6361/201937323⟩