Lyman-alpha Intensity Mapping forecast with the PAU Survey
En els pròxims anys, la quantitat de dades observacionals disponibles per l'astrofísica en conjunt, i particularment la cosmologia, hi augmentarà en ordres de magnitud degut als nous programes observacionales i als avançaments tecnològics. Per aprofitar totalment aquestes observacions venideres...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2021 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:244103 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/244103 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Cosmologia observacional Cosmologia Simulacions Bosc Lyman-Alpha Cosmología observacional Observational cosmmology Cosmología Cosmology Simulaciones Simulations Bosque Lyman-Alpha Lyman-Alpha forest Ciències Experimentals |
| Sumario: | En els pròxims anys, la quantitat de dades observacionals disponibles per l'astrofísica en conjunt, i particularment la cosmologia, hi augmentarà en ordres de magnitud degut als nous programes observacionales i als avançaments tecnològics. Per aprofitar totalment aquestes observacions venideres, nous mètodes estadistics per a obtenir resultats científics han de ser desenvolupats i aplicats. Intensity Mapping és una d'aquests nous mètodes, que consisteix a traçar una línia d'emissió en coordenades angulars i redshift, sense considerar objectes resolts. Aquesta tesi hi està enfocada a la simulació i avaluació d'Intensity Mapping amb la línea Lyα fent la correlació creuada de dos tipus de surveys òptiques: la survey fotomètrica de banda estreta PAUS, i les surveys espectroscòpiques eBOSS i DESI. La primera hauria de contenir emissió Lyα estesa provinent del mitjà intergalàctic al fons de les imatges, mentres que les segones contenen el bosc Lyα (és a dir, el conjunt de línies d'absorció generades pel mitjà intergalàctic) en el seus espectres de quàsars. Al fer la correlació creuada d'ambdues, hauriem d'obtenir una senyal de l'emissió de Lyα difusa, a pesar dels objectes no correlacionats i el soroll a les imatges de PAUS. Per simular aquesta correlació creuada, una simulació hidrodinàmica dissenyada específicament per a l'estudi de Lyα al mitjà intergalàctic ha sigut emprada per simular tant l'emissió Lyα com l'absorció, mentres que els objectes no correlacionats a les imatges de PAUS han sigut modelats utilitzant un catàleg simulat profund al que s'han ajustat plantilles d'emissió espectral als seus objectes. El soroll instrumental i atmosfèric s'ha afegit a les imatges de PAUS simulades mesurant directament el soroll de conjunts d'imatges apilades i emmascarades, i s'ha introduït a la simulació com una distribució gaussiana. A més a més, un codi de correlació creuada ha estat desenvolupat des de zero, optimitzat i validat dins d'aquesta tesi per calcular les correlacions creuades. Els resultats es presenten de forma probabilística: per casos diferents (PAUS- eBOSS, PAUS-DESI i dues extensions hipotètiques de PAUS) han sigut calculades 1,000 correlacions creuades amb realitzacions diferents del soroll instrumental i atmosfèric de les imatges de PAUS, a més de les posicions dels quàsars. Amb l'aproximació optimista de soroll instrumental no correlacionat (el que requeriria més treball reduint les dades), fins l'extensió més llarga de PAUS que hem considerat té tan sols una probabilitat de detecció del 15%; si emprem el soroll correlacionat que s'observa a les imatges, totes les probabilitats passen a ser negligibles. A pesar d'aquests resultats negatius, podem extreure algunes conclusions valuoses. Els diferents tipus de funcions de correlació de dos punts que hem considerat (monopol, paral·lela i perpendicular a la línia de visió) mostren comportaments complementaris: el monopol i la paral·lela tenen un millor rendiment a escales més grans, mentres que la perpendicular sondeja millor les escales menors de 10 Mpc/h. A més a més, el suavitzat en redshift a la senyal de Ly-alpha degut als filtres fotomètrics ha sigut implementat de forma adecuada al model teòric, i fins i tot pot ser emprada per a predir les escales amb millor ràtio entre soroll i senyal per a cada funció de correlació. Per tant, aquests descobriments indiquen que aquesta metodologia pot ser més adequada per les surveys de banda ampla; concloem la tesi donant algunes directrius bàsiques sobre com aquest estudi es pot replicar per aquest tipus de dades. |
|---|