- Open Access
Cosmology and source redshift constraints from galaxy clustering and tomographic weak lensing with HSC Y3 and SDSS using the point-mass correction model
Phys. Rev. D 113, 103530 – Published 19 May, 2026
DOI: https://doi.org/10.1103/hskc-8792
Abstract
The combination of galaxy clustering and weak lensing is a powerful probe of the cosmology model. We present a joint analysis of galaxy clustering and weak lensing cosmology using Sloan Digital Sky Survey (SDSS) data as the tracer of dark matter (lens sample) and the Hyper Suprime-Cam year-3 (HSC Y3) dataset as source galaxies. The analysis divides HSC Y3 galaxies into four tomographic bins for both galaxy-galaxy lensing and cosmic shear measurements and employs a point-mass correction model to utilize galaxy-galaxy lensing signals down to , extending up to . These strategies enhance the signal-to-noise ratio of the galaxy-galaxy lensing data vector. Using a flat model, we find , and using a model, we obtain with . We apply uninformative priors on the redshift mean-shift parameters for the third and fourth tomographic bins. Leveraging the self-calibration power of tomographic weak lensing, we measure and , in agreement with previous HSC Y3 results. This demonstrates that weak lensing self-calibration can achieve redshift constraints comparable to other methods such as photometric and clustering redshift calibration.
Physics Subject Headings (PhySH)
See Also
Article Text
References (88)
- N. Aghanim, Y. Akrami, M. Ashdown, J. Aumont, C. Baccigalupi, M. Ballardini, A. J. Banday, R. B. Barreiro, N. Bartolo et al. (Planck Collaboration), Astron. Astrophys. 641, A6 (2020).
- T. M. C. Abbott, M. Aguena, A. Alarcon, S. Allam, O. Alves, A. Amon, F. Andrade-Oliveira, J. Annis, S. Avila, D. Bacon et al., Phys. Rev. D 105, 023520 (2022).
- A. G. Adame et al., J. Cosmol. Astropart. Phys. 02 (2025) 021.
- A. G. Riess, S. Casertano, W. Yuan, L. M. Macri, and D. Scolnic, Astrophys. J. 876, 85 (2019).
- D. M. Scolnic, D. O. Jones, A. Rest, Y. C. Pan, R. Chornock, R. J. Foley, M. E. Huber, R. Kessler, G. Narayan, A. G. Riess et al., Astrophys. J. 859, 101 (2018).
- W. Hu, Astrophys. J. Lett. 522, L21 (1999).
- S. Dodelson and F. Schmidt, Modern Cosmology (Academic, New York, 2020).
- M. Kilbinger, Rep. Prog. Phys. 78, 086901 (2015).
- R. Mandelbaum, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 56, 393 (2018).
- A. Amon, D. Gruen, M. A. Troxel, N. MacCrann, S. Dodelson, A. Choi, C. Doux, L. F. Secco, S. Samuroff, E. Krause et al., Phys. Rev. D 105, 023514 (2022).
- L. F. Secco, S. Samuroff, E. Krause, B. Jain, J. Blazek, M. Raveri, A. Campos, A. Amon, A. Chen, C. Doux et al., Phys. Rev. D 105, 023515 (2022).
- X. Li, T. Zhang, S. Sugiyama, R. Dalal, M. M. Rau, R. Mandelbaum, M. Takada, S. More, M. A. Strauss, H. Miyatake et al., Phys. Rev. D 108, 123518 (2023).
- R. Dalal et al., Phys. Rev. D 108, 123519 (2023).
- A. H. Wright et al., Astron. Astrophys. 703, A158 (2025).
- J. Prat et al. (DES Collaboration), Phys. Rev. D 98, 042005 (2018).
- H. Miyatake, Y. Kobayashi, M. Takada, T. Nishimichi, M. Shirasaki, S. Sugiyama, R. Takahashi, K. Osato, S. More, and Y. Park, Phys. Rev. D 106, 083519 (2022).
- S. Sugiyama et al., Phys. Rev. D 108, 123521 (2023).
- H. Miyatake, S. Sugiyama, M. Takada, T. Nishimichi, X. Li, M. Shirasaki, S. More, Y. Kobayashi, A. J. Nishizawa, M. M. Rau et al., Phys. Rev. D 108, 123517 (2023).
- E. van Uitert, B. Joachimi, S. Joudaki, A. Amon, C. Heymans, F. Köhlinger, M. Asgari, C. Blake, A. Choi, T. Erben et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 476, 4662 (2018).
- C. Heymans et al., Astron. Astrophys. 646, A140 (2021).
- H. Johnston et al., Astron. Astrophys. 699, A127 (2025).
- S. More, S. Sugiyama, H. Miyatake, M. M. Rau, M. Shirasaki, X. Li, A. J. Nishizawa, K. Osato, T. Zhang, M. Takada et al., Phys. Rev. D 108, 123520 (2023).
- T. Zhang, S. Sugiyama, S. More, R. Mandelbaum, X. Li, R. Dalal, H. Miyatake, A. Kannawadi, A. J. Nishizawa, T. Nishimichi, M. Oguri, K. Osato, M. M. Rau, M. Shirasaki, T. Sunayama, and M. Takada, preceding paper, Phys. Rev. D 113, 103529 (2026).
- J. E. Gunn et al., Astron. J. 131, 2332 (2006).
- K. N. Abazajian et al., Astrophys. J. Suppl. Ser. 182, 543 (2009).
- https://hsc-release.mtk.nao.ac.jp/doc/index. php/data-access_pdr3/.
- H. Aihara, Y. AlSayyad, M. Ando, R. Armstrong, J. Bosch, E. Egami, H. Furusawa, J. Furusawa, S. Harasawa, Y. Harikane et al., Publ. Astron. Soc. Jpn. 74, 247 (2022).
- X. Li, H. Miyatake, W. Luo, S. More, M. Oguri, T. Hamana, R. Mandelbaum, M. Shirasaki, M. Takada, R. Armstrong et al., Publ. Astron. Soc. Jpn. 74, 421 (2022).
- H. Aihara, Y. AlSayyad, M. Ando, R. Armstrong, J. Bosch, E. Egami, H. Furusawa, J. Furusawa, A. Goulding, Y. Harikane et al., Publ. Astron. Soc. Jpn. 71, 114 (2019).
- C. Hirata and U. Seljak, Mon. Not. R. Astron. Soc. 343, 459 (2003).
- R. Mandelbaum, C. M. Hirata, U. Seljak, J. Guzik, N. Padmanabhan, C. Blake, M. R. Blanton, R. Lupton, and J. Brinkmann, Mon. Not. R. Astron. Soc. 361, 1287 (2005).
- R. Mandelbaum, F. Lanusse, A. Leauthaud, R. Armstrong, M. Simet, H. Miyatake, J. E. Meyers, J. Bosch, R. Murata, S. Miyazaki et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 481, 3170 (2018).
- B. T. P. Rowe, M. Jarvis, R. Mandelbaum, G. M. Bernstein, J. Bosch, M. Simet, J. E. Meyers, T. Kacprzak, R. Nakajima, J. Zuntz et al., Astron. Comput. 10, 121 (2015).
- T. Zhang, X. Li, R. Dalal, R. Mandelbaum, M. A. Strauss, A. Kannawadi, H. Miyatake, A. Nicola, A. A. P. Malagón, M. Shirasaki et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 525, 2441 (2023).
- A. J. Nishizawa, B.-C. Hsieh, M. Tanaka, and T. Takata, arXiv:2003.01511.
- R. Mandelbaum, A. Slosar, T. Baldauf, U. Seljak, C. M. Hirata, R. Nakajima, R. Reyes, and R. E. Smith, Mon. Not. R. Astron. Soc. 432, 1544 (2013).
- E. S. Sheldon, D. E. Johnston, J. A. Frieman, R. Scranton, T. A. McKay, A. J. Connolly, T. Budavári, I. Zehavi, N. A. Bahcall, J. Brinkmann, and M. Fukugita, Astron. J. 127, 2544 (2004).
- M. M. Rau, R. Dalal, T. Zhang, X. Li, A. J. Nishizawa, S. More, R. Mandelbaum, H. Miyatake, M. A. Strauss, and M. Takada, Mon. Not. R. Astron. Soc. 524, 5109 (2023).
- M. Oguri, Mon. Not. R. Astron. Soc. 444, 147 (2014).
- S. Ishikawa, T. Okumura, M. Oguri, and S.-C. Lin, Astrophys. J. 922, 23 (2021).
- R. Takahashi, T. Hamana, M. Shirasaki, T. Namikawa, T. Nishimichi, K. Osato, and K. Shiroyama, Astrophys. J. 850, 24 (2017).
- S. Alam et al., Astrophys. J. Suppl. Ser. 219, 12 (2015).
- S. D. Landy and A. S. Szalay, Astrophys. J. 412, 64 (1993).
- M. Bartelmann and P. Schneider, Phys. Rep. 340, 291 (2001).
- J. Schaye, C. Dalla Vecchia, C. M. Booth, R. P. C. Wiersma, T. Theuns, M. R. Haas, S. Bertone, A. R. Duffy, I. G. McCarthy, and F. o. van de Voort, Mon. Not. R. Astron. Soc. 402, 1536 (2010).
- M. Shirasaki, M. Takada, H. Miyatake, R. Takahashi, T. Hamana, T. Nishimichi, and R. Murata, Mon. Not. R. Astron. Soc. 470, 3476 (2017).
- M. Shirasaki, T. Hamana, M. Takada, R. Takahashi, and H. Miyatake, Mon. Not. R. Astron. Soc. 486, 52 (2019).
- J. Zuntz, M. Paterno, E. Jennings, D. Rudd, A. Manzotti, S. Dodelson, S. Bridle, S. Sehrish, and J. Kowalkowski, Astron. Comput. 12, 45 (2015).
- https://github.com/joezuntz/cosmosis-standard-library.
- A. Lewis, A. Challinor, and A. Lasenby, Astrophys. J. 538, 473 (2000).
- A. J. Mead, C. Heymans, L. Lombriser, J. A. Peacock, O. I. Steele, and H. A. Winther, Mon. Not. R. Astron. Soc. 459, 1468 (2016).
- N. E. Chisari, M. L. A. Richardson, J. Devriendt, Y. Dubois, A. Schneider, A. M. C. Le Brun, R. S. Beckmann, S. Peirani, A. Slyz, and C. o. Pichon, Mon. Not. R. Astron. Soc. 480, 3962 (2018).
- H.-J. Huang, T. Eifler, R. Mandelbaum, G. M. Bernstein, A. Chen, A. Choi, J. García-Bellido, D. Huterer, E. Krause, E. Rozo et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 502, 6010 (2021).
- R. Terasawa, X. Li, M. Takada, T. Nishimichi, S. Tanaka, S. Sugiyama, T. Kurita, T. Zhang, M. Shirasaki, R. Takahashi et al., Phys. Rev. D 111, 063509 (2025).
- M. Asgari, A. Taylor, B. Joachimi, and T. D. Kitching, Mon. Not. R. Astron. Soc. 479, 454 (2018).
- B. Joachimi, C. A. Lin, M. Asgari, T. Tröster, C. Heymans, H. Hildebrandt, F. Köhlinger, A. G. Sánchez, A. H. Wright, M. Bilicki et al., Astron. Astrophys. 646, A129 (2021).
- A. M. C. Le Brun, I. G. McCarthy, J. Schaye, and T. J. Ponman, Mon. Not. R. Astron. Soc. 441, 1270 (2014).
- C. M. Hirata and U. Seljak, Phys. Rev. D 70, 063526 (2004).
- D. N. Limber, Astrophys. J. 117, 134 (1953).
- J. A. Blazek, N. MacCrann, M. A. Troxel, and X. Fang, Phys. Rev. D 100, 103506 (2019).
- J. E. McEwen, X. Fang, C. M. Hirata, and J. A. Blazek, J. Cosmol. Astropart. Phys. 09 (2016) 015.
- X. Fang, J. A. Blazek, J. E. McEwen, and C. M. Hirata, J. Cosmol. Astropart. Phys. 02 (2017) 030.
- S. Bridle and L. King, New J. Phys. 9, 444 (2007).
- E. Krause and C. M. Hirata, Astron. Astrophys. 523, A28 (2010).
- S. Sugiyama, M. Takada, Y. Kobayashi, H. Miyatake, M. Shirasaki, T. Nishimichi, and Y. Park, Phys. Rev. D 102, 083520 (2020).
- X. Fang, T. Eifler, and E. Krause, Mon. Not. R. Astron. Soc. 497, 2699 (2020).
- I. Zehavi et al. (SDSS Collaboration), Astrophys. J. 630, 1 (2005).
- N. Kaiser, Astrophys. J. Lett. 284, L9 (1984).
- T. Baldauf, R. E. Smith, U. Seljak, and R. Mandelbaum, Phys. Rev. D 81, 063531 (2010).
- S. Dodelson, Phys. Rev. D 82, 023522 (2010).
- J. Jefferson, Y. Omori, C. Chang, S. Agarwal, J. Zuntz, M. Asgari, M. Gatti, B. Giblin, C.-A. Hébert, M. Jarvis et al. (LSST Dark Energy Science Collaboration), arXiv:2505.03964.
- M. Oguri, Y.-T. Lin, S.-C. Lin, A. J. Nishizawa, A. More, S. More, B.-C. Hsieh, E. Medezinski, H. Miyatake, H.-Y. Jian et al., Publ. Astron. Soc. Jpn. 70, S20 (2018).
- T. Zhang, M. M. Rau, R. Mandelbaum, X. Li, and B. Moews, Mon. Not. R. Astron. Soc. 518, 709 (2023).
- S. More, H. Miyatake, R. Mandelbaum, M. Takada, D. N. Spergel, J. R. Brownstein, and D. P. Schneider, Astrophys. J. 806, 2 (2015).
- J. A. Newman, Astrophys. J. 684, 88 (2008).
- H. Hildebrandt, M. Viola, C. Heymans, S. Joudaki, K. Kuijken, C. Blake, T. Erben, B. Joachimi, D. Klaes, L. Miller et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 465, 1454 (2017).
- M. A. Karim et al. (DESI Collaboration), arXiv:2503.14745.
- M. Jarvis et al. (DES Collaboration), Mon. Not. R. Astron. Soc. 501, 1282 (2021).
- T. Zhang, H. Almoubayyed, R. Mandelbaum, J. E. Meyers, M. Jarvis, A. Kannawadi, M. A. Schmitz, and A. Guinot (LSST Dark Energy Science Collaboration), Mon. Not. R. Astron. Soc. 520, 2328 (2023).
- S. Sugiyama, M. Takada, H. Miyatake, T. Nishimichi, M. Shirasaki, Y. Kobayashi, R. Mandelbaum, S. More, R. Takahashi, K. Osato et al., Phys. Rev. D 105, 123537 (2022).
- J. Hartlap, P. Simon, and P. Schneider, Astron. Astrophys. 464, 399 (2007).
- C. Heymans, T. Tröster, M. Asgari, C. Blake, H. Hildebrandt, B. Joachimi, K. Kuijken, C.-A. Lin, A. G. Sánchez, J. L. van den Busch et al., Astron. Astrophys. 646, A140 (2021).
- Y. Park and E. Rozo, Mon. Not. R. Astron. Soc. 499, 4638 (2020).
- T. Ferreira, T. Zhang, N. Chen, and S. Dodelson (LSST Dark Energy Science Collaboration), Phys. Rev. D 103, 103535 (2021).
- http://pipelines.lsst.io/.
- T. Zhang, GitHub - ztq1996/hscy3-data-sharing: Sharing data product for HSC Y3 tomographic and analysis, GitHub, https://github.com/ztq1996/hscy3-data-sharing.
- I. G. McCarthy, J. Schaye, S. Bird, and A. M. C. Le Brun, Mon. Not. R. Astron. Soc. 465, 2936 (2017).
- R. Takahashi, M. Sato, T. Nishimichi, A. Taruya, and M. Oguri, Astrophys. J. 761, 152 (2012).