Weak lensing in DES Y3: redshift distributions, shape catalogue, and mass mapping

Abstract

En aquesta tesi hem tractat alguns aspectes clau de les lents dèbils gravitacionals en el context d’enquestes fotomètriques. En particular, es van utilitzar simulacions i dades preses durant els primers tres anys d’observacions de l’enquesta de l’energia fosca (DES Y3). Les programacions de DES estan publicades a finals d’aquest any amb les principals anàlisis cosmològiques de DES Y3 i aquesta tesi abasta algunes de les anàlisis. A la part II d’aquesta tesi, ens hem centrat en la tècnica de “clustering-redshift” i el seu part en la principal estratègia de calibració de redshift DES Y3. Clustering-redshift és un mètode per obtenir (o calibrar) distribucions redshift que es basa en correlacions creuades amb mostres petites amb redshift segurs. La part III es va dedicar a la prova del catàleg oficial de formes DES Y3, que abasta ~ 4143 dòlars ^ 2 de l’hemisferi sud i que comprèn ~ 100 milions de galàxies, cosa que el converteix efectivament en el catàleg de formes més gran mai creat. A la darrera part de la tesi (capítols 6 i 7), es van presentar els mapes de massa de lents febles amb lents febles DES Y3 i es va discutir una possible aplicació cosmològica dels mapes. En particular, vam introduir al capítol 6 quatre tècniques de reconstrucció massiva de mapes massius diferents, cadascuna d’elles que assumeixen diferents nivells en el camp de convergència recuperat. El capítol 7 presentava una anàlisi de cosmologia simulada utilitzant el segon i el tercer moment dels mapes de massa de lent feble, dirigits a les dades de DES Y3.

En esta tesis hemos estudiado algunos aspectos clave de la lente gravitacional débil en el contexto de los estudios fotométricos. En particular, utilizamos simulaciones y datos tomados durante los primeros tres años de observaciones de la Dark Energy Survey (DES Y3). DES está programado para lanzar su análisis cosmológico principal DES Y3 más adelante este año, y esta tesis cubre algunas partes del análisis. En la Parte II de esta tesis, nos hemos centrado en la técnica de “clustering redshift’’ y su parte en la estrategia principal de calibración del desplazamiento al rojo de DES Y3. El clustering redshift es un método para obtener (o calibrar) distribuciones de desplazamiento al rojo que se basa en correlaciones cruzadas con muestras pequeñas con desplazamiento al rojo seguro. La Parte III se dedicó a la prueba del catálogo oficial de formas de lente gravitacionales de DES Y3, que abarca ~ 4143 $ deg ^ 2 del hemisferio sur y comprende ~ 100 millones de galaxias, lo que lo convierte en el catálogo de formas más grande jamás creado. En la última parte de la tesis (Capítulo 6 y 7), presentamos los mapas oficiales de masa de lentes débiles de DES Y3, y discutimos una posible aplicación cosmológica de los mapas. En particular, introdujimos en el Capítulo 6 cuatro técnicas diferentes de reconstrucción de mapas de masas, cada una de las cuales asumió diferentes antecedentes en el campo de convergencia recuperado. El Capítulo 7 presentó un análisis de cosmología simulada utilizando el segundo y el tercer momento de los mapas de masas de lentes débiles, dirigidos a los datos DES Y3.

In this thesis we have addressed some key aspects of gravitational weak lensing in the context of photometric surveys. In particular, we used simulations and data taken during the first three years of observations of the Dark Energy Survey (DES Y3). DES is scheduled to release their main DES Y3 cosmological analysis later this year, and this thesis covers some parts of the analysis. In Part II of this thesis, we have focused on the “clustering-redshift’’ technique and its role in the main DES Y3 redshift calibration strategy. Clustering-redshift is a method to obtain (or calibrate) redshift distributions which is based on cross-correlations with small samples with secure redshifts. Part III was devoted to the testing of the official DES Y3 shape catalogue, covering ~ 4143$ deg^2 of the southern hemisphere and comprising ~100 million galaxies, which effectively makes it the largest shape catalogue ever created. In the last part of the thesis (Chapter 6 & 7), we presented the official DES Y3 weak lensing mass maps, and discussed a potential cosmological application of the maps. In particular, we introduced in Chapter 6 four different mass map reconstruction techniques, each of those assuming different priors on the recovered convergence field. Chapter 7 presented a simulated cosmology analysis using the second and third moments of the weak lensing mass maps, targeted at the DES Y3 data.