Euclid preparation. Simulations and nonlinearities beyond $Λ$CDM. 4. Constraints on $f(R)$ models from the photometric primary probes
Articolo
Data di Pubblicazione:
2024
Abstract:
We study the constraint on $f(R)$ gravity that can be obtained by photometric
primary probes of the Euclid mission. Our focus is the dependence of the
constraint on the theoretical modelling of the nonlinear matter power spectrum.
In the Hu-Sawicki $f(R)$ gravity model, we consider four different predictions
for the ratio between the power spectrum in $f(R)$ and that in $\Lambda$CDM: a
fitting formula, the halo model reaction approach, ReACT and two emulators
based on dark matter only $N$-body simulations, FORGE and e-Mantis. These
predictions are added to the MontePython implementation to predict the angular
power spectra for weak lensing (WL), photometric galaxy clustering and their
cross-correlation. By running Markov Chain Monte Carlo, we compare constraints
on parameters and investigate the bias of the recovered $f(R)$ parameter if the
data are created by a different model. For the pessimistic setting of WL, one
dimensional bias for the $f(R)$ parameter, $\log_{10}|f_{R0}|$, is found to be
$0.5 \sigma$ when FORGE is used to create the synthetic data with
$\log_{10}|f_{R0}| =-5.301$ and fitted by e-Mantis. The impact of baryonic
physics on WL is studied by using a baryonification emulator BCemu. For the
optimistic setting, the $f(R)$ parameter and two main baryon parameters are
well constrained despite the degeneracies among these parameters. However, the
difference in the nonlinear dark matter prediction can be compensated by the
adjustment of baryon parameters, and the one-dimensional marginalised
constraint on $\log_{10}|f_{R0}|$ is biased. This bias can be avoided in the
pessimistic setting at the expense of weaker constraints. For the pessimistic
setting, using the $\Lambda$CDM synthetic data for WL, we obtain the
prior-independent upper limit of $\log_{10}|f_{R0}|< -5.6$. Finally, we
implement a method to include theoretical errors to avoid the bias.
Tipologia CRIS:
03A-Articolo su Rivista
Keywords:
astro-ph.CO; astro-ph.CO
Elenco autori:
Euclid Collaboration; K. Koyama; S. Pamuk; S. Casas; B. Bose; P. Carrilho; I. Sáez-Casares; L. Atayde; M. Cataneo; B. Fiorini; C. Giocoli; A. M. C. Le Brun; F. Pace; A. Pourtsidou; Y. Rasera; Z. Sakr; H. -A. Winther; E. Altamura; J. Adamek; M. Baldi; M. -A. Breton; G. Rácz; F. Vernizzi; A. Amara; S. Andreon; N. Auricchio; C. Baccigalupi; S. Bardelli; F. Bernardeau; C. Bodendorf; D. Bonino; E. Branchini; M. Brescia; J. Brinchmann; A. Caillat; S. Camera; V. Capobianco; C. Carbone; J. Carretero; M. Castellano; G. Castignani; S. Cavuoti; A. Cimatti; C. Colodro-Conde; G. Congedo; C. J. Conselice; L. Conversi; Y. Copin; F. Courbin; H. M. Courtois; A. Da Silva; H. Degaudenzi; G. De Lucia; M. Douspis; F. Dubath; C. A. J. Duncan; X. Dupac; S. Dusini; M. Farina; S. Farrens; S. Ferriol; P. Fosalba; M. Frailis; E. Franceschi; S. Galeotta; B. Gillis; P. Gómez-Alvarez; A. Grazian; F. Grupp; L. Guzzo; M. Hailey; S. V. H. Haugan; W. Holmes; F. Hormuth; A. Hornstrup; P. Hudelot; S. Ilić; K. Jahnke; M. Jhabvala; B. Joachimi; E. Keihänen; S. Kermiche; A. Kiessling; M. Kilbinger; B. Kubik; M. Kunz; H. Kurki-Suonio; P. B. Lilje; V. Lindholm; I. Lloro; G. Mainetti; D. Maino; E. Maiorano; O. Mansutti; O. Marggraf; K. Markovic; M. Martinelli; N. Martinet; F. Marulli; R. Massey; E. Medinaceli; S. Mei; M. Melchior; Y. Mellier; M. Meneghetti; E. Merlin; G. Meylan; M. Moresco; L. Moscardini; E. Munari; C. Neissner; S. -M. Niemi; C. Padilla; S. Paltani; F. Pasian; K. Pedersen; W. J. Percival; V. Pettorino; S. Pires; G. Polenta; M. Poncet; L. A. Popa; L. Pozzetti; F. Raison; A. Renzi; J. Rhodes; G. Riccio; E. Romelli; M. Roncarelli; R. Saglia; J. -C. Salvignol; A. G. Sánchez; D. Sapone; B. Sartoris; M. Schirmer; T. Schrabback; A. Secroun; G. Seidel; S. Serrano; C. Sirignano; G. Sirri; L. Stanco; J. Steinwagner; P. Tallada-Crespí; A. N. Taylor; I. Tereno; R. Toledo-Moreo; F. Torradeflot; I. Tutusaus; L. Valenziano; T. Vassallo; G. Verdoes Kleijn; A. Veropalumbo; Y. Wang; J. Weller; G. Zamorani; E. Zucca; A. Biviano; E. Bozzo; C. Burigana; M. Calabrese; D. Di Ferdinando; J. A. Escartin Vigo; G. Fabbian; R. Farinelli; F. Finelli; J. Gracia-Carpio; S. Matthew; N. Mauri; A. Pezzotta; M. Pöntinen; V. Scottez; M. Tenti; M. Viel; M. Wiesmann; Y. Akrami; S. Anselmi; M. Archidiacono; F. Atrio-Barandela; M. Ballardini; D. Bertacca; A. Blanchard; L. Blot; H. Böhringer; S. Bruton; R. Cabanac; A. Calabro; B. Camacho Quevedo; G. Cañas-Herrera; A. Cappi; F. Caro; C. S. Carvalho; T. Castro; K. C. Chambers; S. Contarini; A. R. Cooray; G. Desprez; A. Díaz-Sánchez; J. J. Diaz; S. Di Domizio; H. Dole; S. Escoffier; M. Ezziati; A. G. Ferrari; P. G. Ferreira; I. Ferrero; A. Finoguenov; A. Fontana; F. Fornari; L. Gabarra; K. Ganga; J. García-Bellido; T. Gasparetto; V. Gautard; E. Gaztanaga; F. Giacomini; F. Gianotti; G. Gozaliasl; C. M. Gutierrez; A. Hall; H. Hildebrandt; J. Hjorth; A. Jimenez Muñoz; S. Joudaki; J. J. E. Kajava; V. Kansal; D. Karagiannis; C. C. Kirkpatrick; J. Le Graet; L. Legrand; J. Lesgourgues; T. I. Liaudat; S. J. Liu; A. Loureiro; G. Maggio; M. Magliocchetti; F. Mannucci; R. Maoli; J. Martín-Fleitas; C. J. A. P. Martins; L. Maurin; R. B. Metcalf; M. Miluzio; P. Monaco; A. Montoro; A. Mora; C. Moretti; G. Morgante; C. Murray; S. Nadathur; Nicholas A. Walton; L. Pagano; L. Patrizii; V. Popa; D. Potter; P. Reimberg; I. Risso; P. -F. Rocci; M. Sahlén; E. Sarpa; A. Schneider; M. Sereno; A. Silvestri; A. Spurio Mancini; J. Stadel; K. Tanidis; C. Tao; N. Tessore; G. Testera; R. Teyssier; S. Toft; S. Tosi; A. Troja; M. Tucci; J. Valiviita; D. Vergani; G. Verza; P. Vielzeuf
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