Atacama Cosmology Telescope: Multiprobe cosmology with unWISE galaxies and ACT DR6 CMB lensing

Abstract

We present a joint analysis of the cosmic microwave background (CMB) lensing power spectra measured from the Data Release 6 of the Atacama Cosmology Telescope (ACT) and PR4, cross-correlations between the ACT and lensing reconstruction and galaxy clustering from unWISE, and the unWISE clustering auto-spectrum. We obtain 1.5% constraints on the matter density fluctuations at late times parametrized by the best constrained parameter combination <a:math xmlns:a="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <a:mrow> <a:msubsup> <a:mrow> <a:mi>S</a:mi> </a:mrow> <a:mrow> <a:mn>8</a:mn> </a:mrow> <a:mrow> <a:mn>3</a:mn> <a:mi mathvariant="normal">x</a:mi> <a:mn>2</a:mn> <a:mi>pt</a:mi> </a:mrow> </a:msubsup> <a:mo>≡</a:mo> <a:msub> <a:mrow> <a:mi>σ</a:mi> </a:mrow> <a:mrow> <a:mn>8</a:mn> </a:mrow> </a:msub> <a:mo stretchy="false">(</a:mo> <a:msub> <a:mrow> <a:mi mathvariant="normal">Ω</a:mi> </a:mrow> <a:mrow> <a:mi>m</a:mi> </a:mrow> </a:msub> <a:mo>/</a:mo> <a:mn>0.3</a:mn> <a:msup> <a:mrow> <a:mo stretchy="false">)</a:mo> </a:mrow> <a:mrow> <a:mn>0.4</a:mn> </a:mrow> </a:msup> <a:mo>=</a:mo> <a:mn>0.815</a:mn> <a:mo>±</a:mo> <a:mn>0.012</a:mn> </a:mrow> </a:math> . The commonly used <g:math xmlns:g="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <g:msub> <g:mi>S</g:mi> <g:mn>8</g:mn> </g:msub> <g:mo>≡</g:mo> <g:msub> <g:mi>σ</g:mi> <g:mn>8</g:mn> </g:msub> <g:mo stretchy="false">(</g:mo> <g:msub> <g:mi mathvariant="normal">Ω</g:mi> <g:mi>m</g:mi> </g:msub> <g:mo>/</g:mo> <g:mn>0.3</g:mn> <g:msup> <g:mo stretchy="false">)</g:mo> <g:mn>0.5</g:mn> </g:msup> </g:math> parameter is constrained to <l:math xmlns:l="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <l:msub> <l:mi>S</l:mi> <l:mn>8</l:mn> </l:msub> <l:mo>=</l:mo> <l:mn>0.816</l:mn> <l:mo>±</l:mo> <l:mn>0.015</l:mn> </l:math> . In combination with baryon acoustic oscillation (BAO) measurements we find <n:math xmlns:n="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <n:msub> <n:mi>σ</n:mi> <n:mn>8</n:mn> </n:msub> <n:mo>=</n:mo> <n:mn>0.815</n:mn> <n:mo>±</n:mo> <n:mn>0.012</n:mn> </n:math> . We also present sound-horizon-independent estimates of the present day Hubble rate of <p:math xmlns:p="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <p:mrow> <p:msub> <p:mrow> <p:mi>H</p:mi> </p:mrow> <p:mrow> <p:mn>0</p:mn> </p:mrow> </p:msub> <p:mo>=</p:mo> <p:msubsup> <p:mrow> <p:mn>66.4</p:mn> </p:mrow> <p:mrow> <p:mo>−</p:mo> <p:mn>3.7</p:mn> </p:mrow> <p:mrow> <p:mo>+</p:mo> <p:mn>3.2</p:mn> </p:mrow> </p:msubsup> <p:mtext> </p:mtext> <p:mtext> </p:mtext> <p:mi>km</p:mi> <p:mtext> </p:mtext> <p:msup> <p:mrow> <p:mi mathvariant="normal">s</p:mi> </p:mrow> <p:mrow> <p:mo>−</p:mo> <p:mn>1</p:mn> </p:mrow> </p:msup> <p:mtext> </p:mtext> <p:msup> <p:mrow> <p:mi>Mpc</p:mi> </p:mrow> <p:mrow> <p:mo>−</p:mo> <p:mn>1</p:mn> </p:mrow> </p:msup> </p:mrow> </p:math> from our large scale structure data alone and <s:math xmlns:s="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <s:msub> <s:mi>H</s:mi> <s:mn>0</s:mn> </s:msub> <s:mo>=</s:mo> <s:msubsup> <s:mn>64.3</s:mn> <s:mrow> <s:mo>−</s:mo> <s:mn>2.4</s:mn> </s:mrow> <s:mrow> <s:mo>+</s:mo> <s:mn>2.1</s:mn> </s:mrow> </s:msubsup> <s:mtext> </s:mtext> <s:mtext> </s:mtext> <s:mi>km</s:mi> <s:mtext> </s:mtext> <s:msup> <s:mi mathvariant="normal">s</s:mi> <s:mrow> <s:mo>−</s:mo> <s:mn>1</s:mn> </s:mrow> </s:msup> <s:mtext> </s:mtext> <s:msup> <s:mrow> <s:mi>Mpc</s:mi> </s:mrow> <s:mrow> <s:mo>−</s:mo> <s:mn>1</s:mn> </s:mrow> </s:msup> </s:math> in combination with uncalibrated supernovae from . Using parametric estimates of the evolution of matter density fluctuations, we place constraints on cosmic structure in a range of high redshifts typically inaccessible with cross-correlation analyses. Combining lensing cross- and autocorrelations, we derive a 3.3% constraint on the integrated matter density fluctuations above <v:math xmlns:v="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <v:mi>z</v:mi> <v:mo>=</v:mo> <v:mn>2.4</v:mn> </v:math> , one of the tightest constraints in this redshift range and fully consistent with a <x:math xmlns:x="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <x:mrow> <x:mi mathvariant="normal">Λ</x:mi> </x:mrow> </x:math> cold dark matter ( <ab:math xmlns:ab="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <ab:mi mathvariant="normal">Λ</ab:mi> <ab:mi>CDM</ab:mi> </ab:math> ) model fit to the primary CMB from . Finally, combining with primary CMB observations and using the extended low redshift coverage of these combined datasets we derive constraints on a variety of extensions to the <db:math xmlns:db="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <db:mi mathvariant="normal">Λ</db:mi> <db:mi>CDM</db:mi> </db:math> model including massive neutrinos, spatial curvature, and dark energy. We find in flat <gb:math xmlns:gb="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <gb:mi mathvariant="normal">Λ</

Topics & Concepts