SPT Clusters with DES and HST Weak Lensing. I. Cluster Lensing and Bayesian Population Modeling of Multi-Wavelength Cluster Datasets
S Bocquet
,
S Grandis
,
L.E Bleem
,
M Klein
,
J.J Mohr
,
M Aguena
,
A Alarcon
,
S Allam
,
S.W Allen
,
O Alves
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A Amon
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B Ansarinejad
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D Bacon
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M Bayliss
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K Bechtol
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M.R Becker
,
B.A Benson
,
G.M Bernstein
,
M Brodwin
,
D Brooks
,
A Campos
,
R.E.A Canning
,
J.E Carlstrom
,
A Carnero Rosell
,
M Carrasco Kind
,
J Carretero
,
R Cawthon
,
C Chang
,
R Chen
,
A Choi
,
J Cordero
,
M Costanzi
,
L.N da Costa
,
M.E.S Pereira
,
C Davis
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J Derose
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S Desai
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T de Haan
,
J de Vicente
,
H.T Diehl
,
S Dodelson
,
P Doel
,
C Doux
(1)
,
A Drlica-Wagner
,
K Eckert
,
J Elvin-Poole
,
S Everett
,
I Ferrero
,
A Ferté
,
A.M Flores
,
J Frieman
,
J García-Bellido
,
M Gatti
,
G Giannini
,
M.D Gladders
,
D Gruen
,
R.A Gruendl
,
I Harrison
,
W.G Hartley
,
K Herner
,
S.R Hinton
,
D.L Hollowood
,
W.L Holzapfel
,
K Honscheid
,
N Huang
,
E.M Huff
,
D.J James
,
M Jarvis
,
G Khullar
,
K Kim
,
R Kraft
,
K Kuehn
,
N Kuropatkin
,
F Kéruzoré
,
S Lee
,
P.-F Leget
,
N Maccrann
,
G Mahler
,
A Mantz
,
J.L Marshall
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J Mccullough
,
M Mcdonald
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J Mena-Fernández
,
R Miquel
,
J Myles
,
A Navarro-Alsina
,
R.L.C Ogando
,
A Palmese
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S Pandey
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A Pieres
,
A.A Plazas Malagón
,
J Prat
,
M Raveri
,
C.L Reichardt
,
J Roberson
,
R.P Rollins
,
A.K Romer
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C Romero
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A Roodman
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A.J Ross
,
E.S Rykoff
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L Salvati
(2)
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C Sánchez
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E Sanchez
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D Sanchez Cid
,
A Saro
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T Schrabback
,
M Schubnell
,
L.F Secco
,
I Sevilla-Noarbe
,
K Sharon
,
E Sheldon
,
T Shin
,
M Smith
,
T Somboonpanyakul
,
B Stalder
,
A.A Stark
,
V Strazzullo
,
E Suchyta
,
M.E.C Swanson
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G Tarle
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C To
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M.A Troxel
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I Tutusaus
(3)
,
T.N Varga
,
A von der Linden
,
N Weaverdyck
,
J Weller
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P Wiseman
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B Yanny
,
B Yin
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M Young
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Y Zhang
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T.N Varga
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Résumé
We present a Bayesian population modeling method to analyze the abundance of galaxy clusters identified by the South Pole Telescope (SPT) with a simultaneous mass calibration using weak gravitational lensing data from the Dark Energy Survey (DES) and the Hubble Space Telescope (HST). We discuss and validate the modeling choices with a particular focus on a robust, weak-lensing-based mass calibration using DES data. For the DES Year 3 data, we report a systematic uncertainty in weak-lensing mass calibration that increases from 1% at $z=0.25$ to 10% at $z=0.95$, to which we add 2% in quadrature to account for uncertainties in the impact of baryonic effects. We implement an analysis pipeline that joins the cluster abundance likelihood with a multi-observable likelihood for the SZ, optical richness, and weak-lensing measurements for each individual cluster. We validate that our analysis pipeline can recover unbiased cosmological constraints by analyzing mocks that closely resemble the cluster sample extracted from the SPT-SZ, SPTpol~ECS, and SPTpol~500d surveys and the DES Year~3 and HST-39 weak-lensing datasets. This work represents a crucial prerequisite for the subsequent cosmological analysis of the real dataset.