Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/29364

Type: Tese
Title: Baryon Acoustic Oscillations estimation from galaxies surveys: spectroscopic vs. photometric redshifts
Author(s)/Inventor(s): Ferreira, Paula Silva
Advisor: Reis, Ribamar Rondon de Rezende dos
Abstract: As Oscilações Acústicas de Bárions (BAO, na sigla em inglês) são uma das sondagens de Estrutura em Grande Escala utilizadas para restringir informações cosmológicas. Para isso, é necessária a observação da Radiação Cósmica de Fundo (CMB) ou de levantamentos de galáxias. Neste estudo, focamos na estimativa das BAO utilizando dois tipos de levantamentos: um espectroscópico e outro fotométrico. Com um levantamento espectroscópico, mais preciso que o fotométrico, estudamos as implicações de uma abordagem independente de modelo para a escala transversal das BAO, utilizando as amostras do SDSS BOSS e eBOSS. Em particular, concentramo-nos em comparar uma matriz de covariância proveniente de catálogos simulados (mock catalogs) com uma matriz obtida a partir da amostra de dados. Outra abordagem para as amostras espectroscópicas foi estudar como a suposição do redshift como um campo é sensível o suficiente para detectar o sinal das BAO. Esse método é chamado de Flutuações de Redshift Angular (ARF, na sigla em inglês), e essa análise foi restrita a previsões de Fisher para futuros levantamentos espectroscópicos: Euclid e DESI. Para a análise fotométrica, construímos catálogos de redshift utilizando diferentes algoritmos e analisamos sua precisão sem qualquer suposição sobre a distribuição de densidade numérica, utilizando a Amostra de BAO do DES Y3. Além disso, testamos a seleção das melhores galáxias com a Função de Densidade de Probabilidade (PDF, na sigla em inglês) menos ruidosa. A partir desses catálogos, comparamos a estimativa das BAO para um modelo que utiliza as PDFs reais de cada galáxia, sem assumir a gaussianidade dessas distribuições. Comparamos também o sinal das BAO proveniente dos algoritmos e de suas subamostras. Nossa investigação revelou que o emprego de uma covariância amostral alcança resultados semelhantes aos de mocks, embora estas últimas pareçam levar o resultado em direção ao modelo cosmológico assumido. ARF se destaca como um observável promissor para pesquisas futuras que visem o sinal BAO, particularmente quando usada em conjunto com ADF e cruzando várias camadas de redshift. Além disso, nossa análise de catálogos fotométricos nos levou a determinar que a seleção de um PDF se alinha com as comparações de cores da amostra espectroscópica de treinamento, influenciando assim a inferência de parâmetros cosmológicos por meio da função de correlação de dois pontos.
Abstract: Baryon Acoustic Oscillations (BAO) are one of the Large-Scale Structure probes to constrain cosmological information. For that, one requires observation of the Cosmic Microwave Background (CMB) or galaxy surveys. In this study, we focused on estimating BAO using two types of surveys, one spectroscopic and the other photometric. With a spectroscopic survey, more precise than the photometric, we studied the implications of a model-independent approach for the transverse BAO scale using the SDSS BOSS and eBOSS samples. Particularly, we focused on comparing a covariance matrix from mock catalogs and from the data sample. Another approach for spectroscopic samples was to study how assuming the redshift as a field is sensitive enough to find the BAO signal, this method is called Angular Redshift Fluctuations (ARF), and this analysis was restricted to Fisher forecasts future spectroscopic surveys: Euclid and DESI. For the photometric analysis, we constructed redshift catalogs using different algorithms and analysed their precision without any assumption to the number density distribution using the DES Y3 BAO Sample. Furthermore, we tested choosing the best galaxies with the least noisy Prob ability Density Function (PDF). From those catalogs, we compared the BAO estimation for a model that uses each galaxy’s real PDFs without any assumption of gaussianity of these distributions. We compared the BAO feature from the algorithms and their subsamples. Our investigation revealed that employing a sample covariance achieves results akin to using mock simulations, though the latter seem to push the result towards the assumed cosmological model. ARF stands out as a promising observable for upcoming surveys targeting the BAO signal, particularly when used in tandem with ADF and by crossing various redshift shells. Moreover, our examination of photometric catalogs led us to determine that selecting a PDF aligns with colour comparisons from the training spectroscopic sample, thereby influencing the inference of cosmological parameters through the two-point correlation function.
Keywords: Oscilações acústicas de bárions
Estrutura de grande escala
Distância de diâmetro angular
Régua padrão
Cosmologia observacional
Baryon acoustic oscillations
Large scale structure
Angular diameter distance
Standard ruler
Observational cosmology
Subject CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Física
Production unit: Instituto de Física
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: 27-Mar-2025
Publisher country: Brasil
Language: eng
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Física

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