Cosmic star formation history with tomographic cosmic infrared background-galaxy cross-correlation
Notice bibliographique
Résumé
In this work we present a new method for probing the star formation history of the Universe, namely tomographic cross-correlation between the cosmic infrared background (CIB) and galaxy samples. The galaxy samples are from the Kilo-Degree Survey (KiDS), while the CIB maps are made from Planck sky maps at 353, 545, and 857 GHz. We measure the cross-correlation in harmonic space within 100 < ℓ < 2000 with a significance of 43σ. We model the cross-correlation with a halo model, which links CIB anisotropies to star formation rates (SFRs) and galaxy abundance. We assume that the SFR has a lognormal dependence on halo mass and that the galaxy abundance follows the halo occupation distribution (HOD) model. The cross-correlations give a best-fit maximum star formation efficiency of ηmax = 0.41−0.14+0.09 at a halo mass log10(Mpeak/M⊙) = 12.14 ± 0.36. The derived star formation rate density (SFRD) is well constrained up to z ∼ 1.5. The constraining power at high redshift is mainly limited by the KiDS survey depth. We also show that the constraint is robust to uncertainties in the estimated redshift distributions of the galaxy sample. A combination with external SFRD measurements from previous studies gives log10(Mpeak/M⊙) = 12.42−0.19+0.35. This tightens the SFRD constraint up to z = 4, yielding a peak SFRD of 0.09−0.004+0.003 M⊙ yr−1 Mpc−3 at z = 1.74−0.02+0.06, corresponding to a lookback time of 10.05−0.03+0.12 Gyr. Both constraints are consistent, and the derived SFRD agrees with previous studies and simulations. This validates the use of CIB tomography as an independent probe of the star formation history of the Universe. Additionally, we estimate the galaxy bias, b, of KiDS galaxies from the constrained HOD parameters and obtain an increasing bias from b = 1.1−0.31+0.17 at z = 0 to b = 1.96−0.64+0.18 at z = 1.5, which highlights the potential of this method as a probe of galaxy abundance. Finally, we provide a forecast for future galaxy surveys and conclude that, due to their considerable depth, future surveys will yield a much tighter constraint on the evolution of the SFRD.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».