Cosmology with galaxy surveys: how galaxies trace mass at large scales

• Autores: Arnau Pujol Vallribera
• Directores de la Tesis: Enrique Gaztañaga (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2016
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Carlton Baugh (presid.), Francisco Javier Castander Serentill (secret.), Marc Manera Miret (voc.)
• Programa de doctorado: Programa Oficial de Doctorado en Física
• Materias:
  • Astronomía y astrofísica
    • Cosmología y cosmogonía
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  DDD  TESEO 
• Resumen

  • Els cartografiats galàctics són una eina important per la cosmologia. No obstant això, la majoria de la matèria està en forma de matèria fosca, que no interacciona amb la llum. Per tant, les galàxies que observem des dels nostres telescopis són una petita fracció de la matèria total de l'univers. Per això és necessari entendre la connexió entre galàxies i matèria fosca per tal d'inferir la distribució de tota la matèria de l'univers a partir dels cartografiats galàctics. Les simulacions són una eina important per a predir la formació i evolució de les estructures de matèria fosca i galàxies. Les simulacions permeten estudiar l'impacte de diferents cosmologies i models de formació de galàxies en les estructures a gran escala finals que formen les galàxies i la matèria. A gran escala, les fluctuacions de densitat de galàxies a gran escala són proporcionals a les fluctuacions de matèria per un factor anomenat bias galàctic. Aquest factor permet inferir la distribució de matèria total a partir de la distribució de galàxies, i per tant el coneixement del bias galàctic té un impacte molt important en els nostres estudis cosmològics. Aquesta tesi doctoral està focalitzada en l'estudi del bias galàctic i el bias d'halos a grans escales. Hi ha diferents tècniques per a estudiar el bias galàctic, en aquesta tesi ens focalitzem en dues d'elles. La primera tècnica utilitza l'anomendat Halo Occupation Distribution (HOD), que assumeix que les galàxies poblen halos de matèria fosca només segons la massa dels halos. No obstant això, aquesta hipòtesi no sempre és suficientment precisa. Utilitzem la simulació Millennium per a estudiar el bias galàctic i d'halos, la dependència en la massa del bias d'halos i els seus efectes en les prediccions del bias galàctic. Trobem que l'ocupació de galàxies en halos no depèn només de la seva massa, i assumir això causa un error en la predicció del bias galàctic. També estudiem la dependència del bias d'halos en l'ambient, i mostrem que l'ambient restringeix molt més el bias que la massa. Quan un conjunt de galàxies és seleccionat per propietats que estan correlacionades amb l'ambient, l'assumpció de que el bias d'halos només depèn de la massa falla. Mostrem que en aquests casos utilitzant la dependència en l'ambient del bias d'halos produeix una predicció del bias galàctic molt més bona. Una altra tècnica per estudiar el bias galàctic és utilitzant Weak gravitational lensing per mesurar directament la massa en observacions. Weak lensing és el camp que estudia les distorsions lleus en les imatges de les galàxies degut a la deflexió de la llum produïda per la distribució de matèria del davant de la galàxia. Aquestes distorsions permeten inferir la distribució a gran escala de la matèria total. Desenvolupem i estudiem un nou mètode per mesurar el bias galàctic a partir de la combinació dels mapes de weak lensing i el camp de distribució de galàxies. El mètode consisteix en reconstruïr el mapa de weak lensing a partir de la distribució de les galàxies de davant del mapa. El bias és mesurat a partir de les correlacions entre el mapa de weak lensing reconstruït i el real. Testegem diferents sistemàtics del mètode i estudiem en quins règims el mètode és consistent amb altres mètodes per mesurar el bias lineal. Trobem que podem mesurar el bias galàctic utilitzant aquesta tècnica. Aquest mètode és un bon complement d'altres mètodes per mesurar el bias galàctic, perquè utilitza assumpcions diferents. Juntes, les diferents tècniques per mesurar el bias galàctic permetran restringir millor el bias galàctic i la cosmologia en els futurs cartografiats galàctics.