Euclid Preparation. XXVIII. Forecasts for 10 different higher-order weak lensing statistics - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Astronomy and Astrophysics - A&A Année : 2023

Euclid Preparation. XXVIII. Forecasts for 10 different higher-order weak lensing statistics

V. Ajani (1) , M. Baldi , A. Barthelemy , A. Boyle (1) , P. Burger , V.F. Cardone , S. Cheng , S. Codis (1) , C. Giocoli , J. Harnois-Déraps , S. Heydenreich , V. Kansal (1) , M. Kilbinger (1) , L. Linke , C. Llinares , N. Martinet (2) , C. Parroni , A. Peel , S. Pires (1) , L. Porth , I. Tereno , C. Uhlemann , M. Vicinanza , S. Vinciguerra , N. Aghanim (3) , N. Auricchio , D. Bonino , E. Branchini , M. Brescia , J. Brinchmann , S. Camera , V. Capobianco , C. Carbone , J. Carretero , F.J. Castander , M. Castellano , S. Cavuoti , A. Cimatti , R. Cledassou (4, 5) , G. Congedo , C.J. Conselice , L. Conversi , L. Corcione , F. Courbin , M. Cropper , A. Da Silva , H. Degaudenzi , A.M. Di Giorgio , J. Dinis , M. Douspis (3) , F. Dubath , X. Dupac , S. Farrens (1) , S. Ferriol (6) , P. Fosalba , M. Frailis , E. Franceschi , S. Galeotta , B. Garilli , B. Gillis , A. Grazian , F. Grupp , H. Hoekstra , W. Holmes , A. Hornstrup , P. Hudelot (7) , K. Jahnke , M. Jhabvala , M. Kümmel , T. Kitching , M. Kunz , H. Kurki-Suonio , P.B. Lilje , I. Lloro , E. Maiorano , O. Mansutti , O. Marggraf , K. Markovic , F. Marulli , R. Massey , S. Mei (8) , Y. Mellier (7) , M. Meneghetti , M. Moresco , L. Moscardini , S.-M. Niemi , J. Nightingale , T. Nutma , C. Padilla , S. Paltani , K. Pedersen , V. Pettorino (1) , 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 , T. Schrabback , A. Secroun (9) , G. Seidel , S. Serrano , C. Sirignano , L. Stanco , J.-L. Starck (1) , P. Tallada-Crespí , A.N. Taylor , R. Toledo-Moreo , F. Torradeflot , I. Tutusaus (10) , E.A. Valentijn , L. Valenziano , T. Vassallo , Y. Wang , J. Weller , G. Zamorani , J. Zoubian (9) , S. Andreon , S. Bardelli , A. Boucaud (8) , E. Bozzo , C. Colodro-Conde , D. Di Ferdinando , G. Fabbian , M. Farina , J. Graciá-Carpio , E. Keihänen , V. Lindholm , D. Maino , N. Mauri , C. Neissner , M. Schirmer , V. Scottez (7) , E. Zucca , Y. Akrami (11, 12) , C. Baccigalupi , A. Balaguera-Antolínez , M. Ballardini , F. Bernardeau (13, 7) , A. Biviano , A. Blanchard (10) , S. Borgani , A.S. Borlaff , C. Burigana , R. Cabanac (10) , A. Cappi (14) , C.S. Carvalho , S. Casas , G. Castignani , T. Castro , K.C. Chambers , A.R. Cooray , J. Coupon , H.M. Courtois (6) , S. Davini , S. de la Torre (2) , G. de Lucia , G. Desprez , H. Dole (3) , J.A. Escartin , S. Escoffier (9) , I. Ferrero , F. Finelli , K. Ganga (8) , J. Garcia-Bellido , K. George , F. Giacomini , G. Gozaliasl , H. Hildebrandt , A. Jimenez Muñoz (15) , B. Joachimi , J.J.E. Kajava , C.C. Kirkpatrick , L. Legrand , A. Loureiro , M. Magliocchetti , R. Maoli , S. Marcin , M. Martinelli , C.J.A.P. Martins , S. Matthew , L. Maurin (3) , R.B. Metcalf , P. Monaco , G. Morgante , S. Nadathur , A.A. Nucita , V. Popa , D. Potter , A. Pourtsidou , M. Pöntinen , P. Reimberg (7) , A.G. Sánchez , Z. Sakr (10) , A. Schneider , E. Sefusatti , M. Sereno , A. Shulevski , A. Spurio Mancini , J. Steinwagner , R. Teyssier , J. Valiviita , A. Veropalumbo , M. Viel , I.A. Zinchenko
M. Baldi
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A. Barthelemy
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P. Burger
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V.F. Cardone
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S. Cheng
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C. Llinares
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I. Tereno
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J. Carretero
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F.J. Castander
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J. Valiviita
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A. Veropalumbo
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M. Viel
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I.A. Zinchenko
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Résumé

Recent cosmic shear studies have shown that higher-order statistics (HOS) developed by independent teams now outperform standard two-point estimators in terms of statistical precision thanks to their sensitivity to the non-Gaussian features of large-scale structure. The aim of the Higher-Order Weak Lensing Statistics (HOWLS) project is to assess, compare, and combine the constraining power of $10$ different HOS on a common set of $Euclid$-like mocks, derived from N-body simulations. In this first paper of the HOWLS series we compute the non-tomographic ($\Omega_{\rm m}$, $\sigma_8$) Fisher information for one-point probability distribution function, peak counts, Minkowski functionals, Betti numbers, persistent homology Betti numbers and heatmap, and scattering transform coefficients, and compare them to the shear and convergence two-point correlation functions in the absence of any systematic bias. We also include forecasts for three implementations of higher-order moments, but these cannot be robustly interpreted as the Gaussian likelihood assumption breaks down for these statistics. Taken individually, we find that each HOS outperforms the two-point statistics by a factor of around $2$ in the precision of the forecasts with some variations across statistics and cosmological parameters. When combining all the HOS, this increases to a $4.5$ times improvement, highlighting the immense potential of HOS for cosmic shear cosmological analyses with $Euclid$. The data used in this analysis are publicly released with the paper.
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V. Ajani, M. Baldi, A. Barthelemy, A. Boyle, P. Burger, et al.. Euclid Preparation. XXVIII. Forecasts for 10 different higher-order weak lensing statistics. Astronomy and Astrophysics - A&A, 2023, 675, pp.A120. ⟨10.1051/0004-6361/202346017⟩. ⟨hal-03986111⟩
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