Euclid preparation. XXXII. Evaluating the weak lensing cluster mass biases using the Three Hundred Project hydrodynamical simulations
C. Giocoli
,
M. Meneghetti
,
E. Rasia
,
S. Borgani
,
G. Despali
,
G.F. Lesci
,
F. Marulli
,
L. Moscardini
,
M. Sereno
,
W. Cui
,
A. Knebe
,
G. Yepes
,
T. Castro
,
P.-S. Corasaniti
(1)
,
S. Pires
(2)
,
G. Castignani
,
T. Schrabback
,
G.W. Pratt
(2)
,
A.M.C. Le Brun
(1)
,
N. Aghanim
(3)
,
L. Amendola
,
N. Auricchio
,
M. Baldi
,
C. Bodendorf
,
D. Bonino
,
E. Branchini
,
M. Brescia
,
J. Brinchmann
,
S. Camera
,
V. Capobianco
,
C. Carbone
,
J. Carretero
,
F.J. Castander
,
M. Castellano
,
S. Cavuoti
,
R. Cledassou
(4, 5)
,
G. Congedo
,
C.J. Conselice
,
L. Conversi
,
Y. Copin
(6)
,
L. Corcione
,
F. Courbin
,
M. Cropper
,
A. Da Silva
,
H. Degaudenzi
,
J. Dinis
,
F. Dubath
,
X. Dupac
,
S. Dusini
,
S. Farrens
(2)
,
S. Ferriol
(6)
,
P. Fosalba
,
M. Frailis
,
E. Franceschi
,
M. Fumana
,
S. Galeotta
,
B. Garilli
,
B. Gillis
,
A. Grazian
,
F. Grupp
,
S.V.H. Haugan
,
W. Holmes
,
A. Hornstrup
,
K. Jahnke
,
M. Kümmel
,
S. Kermiche
(7)
,
M. Kilbinger
(2)
,
M. Kunz
,
H. Kurki-Suonio
,
S. Ligori
,
P.B. Lilje
,
I. Lloro
,
E. Maiorano
,
O. Mansutti
,
O. Marggraf
,
K. Markovic
,
R. Massey
,
I.A. Zinchenko
,
S. Maurogordato
(8)
,
M. Viel
,
S. Mei
(9)
,
E. Merlin
,
G. Meylan
,
M. Moresco
,
E. Munari
,
S.-M. Niemi
,
J. Nightingale
,
T. Nutma
,
C. Padilla
,
S. Paltani
,
F. Pasian
,
K. Pedersen
,
V. Pettorino
(2)
,
G. Polenta
,
M. Poncet
(4)
,
L.A. Popa
,
F. Raison
,
A. Renzi
,
J. Rhodes
,
G. Riccio
,
E. Romelli
,
M. Roncarelli
,
E. Rossetti
,
R. Saglia
,
D. Sapone
,
B. Sartoris
,
P. Schneider
,
A. Secroun
(7)
,
S. Serrano
,
C. Sirignano
,
G. Sirri
,
L. Stanco
,
J.-L. Starck
(2)
,
P. Tallada-Crespí
,
A.N. Taylor
,
I. Tereno
,
R. Toledo-Moreo
,
F. Torradeflot
,
I. Tutusaus
(10)
,
E.A. Valentijn
,
L. Valenziano
,
T. Vassallo
,
Y. Wang
,
J. Weller
,
G. Zamorani
,
J. Zoubian
(7)
,
S. Andreon
,
S. Bardelli
,
A. Boucaud
(9)
,
E. Bozzo
,
C. Colodro-Conde
,
D. Di Ferdinando
,
G. Fabbian
,
M. Farina
,
H. Israel
,
E. Keihänen
,
V. Lindholm
,
N. Mauri
,
C. Neissner
,
M. Schirmer
,
V. Scottez
(11)
,
M. Tenti
,
E. Zucca
,
Y. Akrami
(12, 13)
,
C. Baccigalupi
,
M. Ballardini
,
F. Bernardeau
(14, 11)
,
A. Biviano
,
A.S. Borlaff
,
C. Burigana
,
R. Cabanac
(10)
,
A. Cappi
(8)
,
C.S. Carvalho
,
S. Casas
,
K.C. Chambers
,
A.R. Cooray
,
H.M. Courtois
(6)
,
S. Davini
,
S. de la Torre
(15)
,
G. de Lucia
,
G. Desprez
,
H. Dole
(3)
,
J.A. Escartin
,
S. Escoffier
(7)
,
I. Ferrero
,
F. Finelli
,
L. Gabarra
,
K. Ganga
(9)
,
J. Garcia-Bellido
,
K. George
,
F. Giacomini
,
G. Gozaliasl
,
H. Hildebrandt
,
I. Hook
,
A. Jimenez Muñoz
(16)
,
B. Joachimi
,
J.J.E. Kajava
,
V. Kansal
(2)
,
C.C. Kirkpatrick
,
L. Legrand
,
A. Loureiro
,
J. Macias-Perez
(16)
,
M. Magliocchetti
,
G. Mainetti
(17)
,
R. Maoli
,
S. Marcin
,
M. Martinelli
,
N. Martinet
(15)
,
C.J.A.P. Martins
,
S. Matthew
,
L. Maurin
(3)
,
R.B. Metcalf
,
P. Monaco
,
G. Morgante
,
S. Nadathur
,
A.A. Nucita
,
L. Patrizii
,
A. Peel
,
J. Pollack
(18, 9)
,
V. Popa
,
C. Porciani
,
D. Potter
,
M. Pöntinen
,
P. Reimberg
(11)
,
A.G. Sánchez
,
Z. Sakr
(10)
,
A. Schneider
,
E. Sefusatti
,
A. Shulevski
,
A. Spurio Mancini
,
J. Stadel
,
J. Steinwagner
,
J. Valiviita
,
A. Veropalumbo
1
LUTH (UMR_8102) -
Laboratoire Univers et Théories
2 AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112) - Astrophysique Interprétation Modélisation
3 IAS - Institut d'astrophysique spatiale
4 CNES - Centre National d'Études Spatiales [Toulouse]
5 IN2P3 - Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS
6 IP2I Lyon - Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon
7 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
8 LAGRANGE - Joseph Louis LAGRANGE
9 APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie
10 IRAP - Institut de recherche en astrophysique et planétologie
11 IAP - Institut d'Astrophysique de Paris
12 Astrophysique
13 LERMA - Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères = Laboratory for Studies of Radiation and Matter in Astrophysics and Atmospheres
14 IPHT - Institut de Physique Théorique - UMR CNRS 3681
15 LAM - Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
16 LPSC - Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie
17 CC-IN2P3 - Centre de Calcul de l'IN2P3
18 CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives
2 AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112) - Astrophysique Interprétation Modélisation
3 IAS - Institut d'astrophysique spatiale
4 CNES - Centre National d'Études Spatiales [Toulouse]
5 IN2P3 - Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS
6 IP2I Lyon - Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon
7 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
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9 APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie
10 IRAP - Institut de recherche en astrophysique et planétologie
11 IAP - Institut d'Astrophysique de Paris
12 Astrophysique
13 LERMA - Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères = Laboratory for Studies of Radiation and Matter in Astrophysics and Atmospheres
14 IPHT - Institut de Physique Théorique - UMR CNRS 3681
15 LAM - Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
16 LPSC - Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie
17 CC-IN2P3 - Centre de Calcul de l'IN2P3
18 CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives
C. Giocoli
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M. Meneghetti
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S. Camera
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J. Steinwagner
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A. Veropalumbo
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Résumé
The photometric catalogue of galaxy clusters extracted from ESA Euclid data is expected to be very competitive for cosmological studies. Using state-of-the-art hydrodynamical simulations, we present systematic analyses simulating the expected weak lensing profiles from clusters in a variety of dynamic states and at wide range of redshifts. In order to derive cluster masses, we use a model consistent with the implementation within the Euclid Consortium of the dedicated processing function and find that, when jointly modelling mass and the concentration parameter of the Navarro-Frenk-White halo profile, the weak lensing masses tend to be, on average, biased low with respect to the true mass. Using a fixed value for the concentration, the mass bias is diminished along with its relative uncertainty. Simulating the weak lensing signal by projecting along the directions of the axes of the moment of inertia tensor ellipsoid, we find that orientation matters: when clusters are oriented along the major axis the lensing signal is boosted, and the recovered weak lensing mass is correspondingly overestimated. Typically, the weak lensing mass bias of individual clusters is modulated by the weak lensing signal-to-noise ratio, and the negative mass bias tends to be larger toward higher redshifts. However, when we use a fixed value of the concentration parameter the redshift evolution trend is reduced. These results provide a solid basis for the weak-lensing mass calibration required by the cosmological application of future cluster surveys from Euclid and Rubin.
Domaines
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