The cross-correlation among tracers of the underlying large-scale mass distribution in the universe

Abstract

The work presented in this Ph.D. thesis is mostly related to the measurement and interpretation of the cross-correlation of different species. This is achieved using spectroscopic data from the BOSS survey of which I am a member. Along the thesis I will be visiting the cross-correlation of different tracers. This tracers include the Mg II absorbers, the Damped Lyα Systems (DLA), the Lyα forest, the quasars and the galaxies. Save the last mentioned, all tracers are measured from quasar spectra from BOSS. The galaxies are taken from the BOSS CMASS catalogue.

The first cross-correlation I address is that of Mg II absorbers with CMASS galaxies. I present a new method for measuring the equivalent width of metal absorbers, developed in collaboration with Britt Lundgren and Jordi Miralda- Escud´e, and I apply it to the absorption doublet.

Then I shift my attention to the DLAs and the Ly forest. Since the Lyα forest autocorrelation has already been studied (see e.g. Delubac et al. 2015; Blomqvist et al. 2015), the Lyα parameters are well constrained. I use those constraints to provide more accurate measurements of the DLA bias when analysing the cross-correlation of DLAs with the Lyα forest. The study has been made in collaboration with Andreu Font-Ribera, Nicol´as Busca, and Jordi Miralda-Escud´e. In particular, the estimator for the cross-correlation was orig- inally developed by Nicol´as Busca for the analysis of the Lyα autocorrelation and later adapted to the measurement of the cross-correlation.

The first two cross-correlations studied and more importantly their interpre- tation, are mostly focused on large scales, where the linear theory is valid. At smaller scales, non-linear effects start to kick in and the linear approximation is no longer valid. I measure the cross-correlation of quasars with the Lyα forest, and focus on the small scales effects. I show that a contamination from metals is clearly present in the cross-correlation. Also, I discuss some of the possible non-linear effects and give a simple theoretical model to explain the effect that quasar radiation can have in the surrounding hydrogen clouds.

El treball fet en aquesta tesi doctoral es basa principalment en la mesura i interpretació de la correlació creuada entre diferents traçadors. Els traçadors emprats en aquesta tesi són les galàxies del catàleg CMASS, els quàsars del catàleg de Baryon Oscillations Spectroscopic Survey (BOSS), els sistemes absorbidors de MgII, el bosc de Lya i els sistemes Lya esmorteïts o DLAs (els tres darrers són sistemes absorbidors detectats als espectres dels quàsars).

El projecte BOSS és un dels quatre projectes que han composat la tercera fase de la col·laboració de l’Sloan Digital Sky Survey (SDSS) el principal objectiu del qual ha estat la detecció del senyal de les oscil·lacions acústiques dels barions (BAO, de l’anglès Baryon Acoustic Oscillations) i que ha estat recollint espectres electromagnètics de quàsars i galàxies des de la tardor de 2013 fins a la

tardor de 2014.

L’estructura d’aquesta tesi es divideix en tres capítols que fan referència a l’estudi de diferents traçadors. En el capítol ì els traçadors emprats són les galàxies de CMASS i els sistemes absorbidors de MgII; en el capítol 3, els DLA i el bosc de Lya, i en el capítol 5, els quàsars i el bosc de Lya. A més la tesi compta amb una introducció en català, una altra en anglès i un compendi de les conclusions obtingudes.