Verifying the fully kinematic nature of the cosmic microwave background (CMB) dipole is of fundamental importance in cosmology. In the standard cosmological model with the Friedman-Lemaitre-Robertson-Walker (FLRW) metric from the inflationary expansion the CMB dipole should be entirely kinematic. Any non-kinematic CMB dipole component would thus reflect the preinflationary structure of spacetime probing the extent of the FLRW applicability. Cosmic backgrounds from galaxies after the matter-radiation decoupling, should have kinematic dipole component identical in velocity with the CMB kinematic dipole. Comparing the two can lead to isolating the CMB non-kinematic dipole. It was recently proposed that such measurement can be done using the near-IR cosmic infrared background (CIB) measured with the currently operating Euclid telescope, and later with Roman. The proposed method reconstructs the resolved CIB, the Integrated Galaxy Light (IGL), from Euclid's Wide Survey and probes its dipole, with a kinematic component amplified over that of the CMB by the Compton-Getting effect. The amplification coupled with the extensive galaxy samples forming the IGL would determine the CIB dipole with an overwhelming signal/noise, isolating its direction to sub-degree accuracy. We develop details of the method for Euclid's Wide Survey in 4 bands spanning 0.6 to 2 mic. We isolate the systematic and other uncertainties and present methodologies to minimize them, after confining the sample to the magnitude range with negligible IGL/CIB dipole from galaxy clustering. These include the required star-galaxy separation, accounting for the extinction correction dipole using the method newly developed here achieving total separation, accounting for the Earth's orbital motion and other systematic effects. (Abridged)

Precise and accurate mass calibration is required to exploit galaxy clusters as astrophysical and cosmological probes in the Euclid era. Systematic errors in lensing signals by galaxy clusters can be empirically estimated by comparing different surveys with independent and uncorrelated systematics. To assess the robustness of the lensing results to systematic errors, we carried out end-to-end tests across different data sets. We performed a unified analysis at the catalogue level by leveraging the Euclid combined cluster and weak-lensing pipeline (COMB-CL). COMB-CL will measure weak lensing cluster masses for the Euclid Survey. Heterogeneous data sets from five independent, recent, lensing surveys (CHFTLenS, DES~SV1, HSC-SSP~S16a, KiDS~DR4, and RCSLenS), which exploited different shear and photometric redshift estimation algorithms, were analysed with a consistent pipeline under the same model assumptions. We performed a comparison of the amplitude of the reduced excess surface density and of the mass estimates using lenses from the Planck PSZ2 and SDSS redMaPPer cluster samples. Mass estimates agree with literature results collected in the LC2 catalogues. Mass accuracy was further investigated considering the AMICO detected clusters in the HSC-SSP XXL North field. The consistency of the data sets was tested using our unified analysis framework. We found agreement between independent surveys, at the level of systematic noise in Stage-III surveys or precursors. This indicates successful control over systematics. If such control continues in Stage-IV, Euclid will be able to measure the weak lensing masses of around 13000 (considering shot noise only) or 3000 (noise from shape and large-scale-structure) massive clusters with a signal-to-noise ratio greater than 3.

Future data provided by the \Euclid mission will allow us to better understand the cosmic history of the Universe. A metric of its performance is the figure-of-merit (FoM) of dark energy, usually estimated with Fisher forecasts. The expected FoM has previously been estimated taking into account the two main probes of \Euclid, namely the three-dimensional clustering of the spectroscopic galaxy sample, and the so-called 3$\times$2\,pt signal from the photometric sample (i.e., the weak lensing signal, the galaxy clustering, and their cross-correlation). So far, these two probes have been treated as independent. In this paper, we introduce a new observable given by the ratio of the (angular) two-point correlation function of galaxies from the two surveys. For identical (normalised) selection functions, this observable is unaffected by sampling noise, and its variance is solely controlled by Poisson noise. We present forecasts for \Euclid where this multi-tracer method is applied and is particularly relevant because the two surveys will cover the same area of the sky. This method allows for the exploitation of the combination of the spectroscopic and photometric samples. When the correlation between this new observable and the other probes is not taken into account, a significant gain is obtained in the FoM, as well as in the constraints on other cosmological parameters. The benefit is more pronounced for a commonly investigated modified gravity model, namely the $\gamma$ parametrisation of the growth factor. However, the correlation between the different probes is found to be significant and hence the actual gain is uncertain. We present various strategies for circumventing this issue and still extract useful information from the new observable.

This paper presents the specification, design, and development of the Visible Camera (VIS) on the ESA Euclid mission. VIS is a large optical-band imager with a field of view of 0.54 deg^2 sampled at 0.1" with an array of 609 Megapixels and spatial resolution of 0.18". It will be used to survey approximately 14,000 deg^2 of extragalactic sky to measure the distortion of galaxies in the redshift range z=0.1-1.5 resulting from weak gravitational lensing, one of the two principal cosmology probes of Euclid. With photometric redshifts, the distribution of dark matter can be mapped in three dimensions, and, from how this has changed with look-back time, the nature of dark energy and theories of gravity can be constrained. The entire VIS focal plane will be transmitted to provide the largest images of the Universe from space to date, reaching m_AB>24.5 with S/N >10 in a single broad I_E~(r+i+z) band over a six year survey. The particularly challenging aspects of the instrument are the control and calibration of observational biases, which lead to stringent performance requirements and calibration regimes. With its combination of spatial resolution, calibration knowledge, depth, and area covering most of the extra-Galactic sky, VIS will also provide a legacy data set for many other fields. This paper discusses the rationale behind the VIS concept and describes the instrument design and development before reporting the pre-launch performance derived from ground calibrations and brief results from the in-orbit commissioning. VIS should reach fainter than m_AB=25 with S/N>10 for galaxies of full-width half-maximum of 0.3" in a 1.3" diameter aperture over the Wide Survey, and m_AB>26.4 for a Deep Survey that will cover more than 50 deg^2. The paper also describes how VIS works with the other Euclid components of survey, telescope, and science data processing to extract the cosmological information.

The near-infrared calibration unit (NI-CU) on board NISP is the first astronomical calibration lamp based on LED to be operated in space. is a mission in ESA's Cosmic Vision 2015--2025 framework to explore the dark universe and provide a next-level characterisation of the nature of gravitation, dark matter, and dark energy. Calibrating photometric and spectrometric measurements of galaxies to better than 1.5<!PCT!> accuracy in a survey homogeneously mapping sim \,14\,000\,deg$^2$ of extragalactic sky requires a very detailed characterisation of NIR detector properties as well as constant monitoring of them in flight. To cover two of the main contributions -- relative pixel-to-pixel sensitivity and non-linearity characteristics -- and to support other calibration activities, NI-CU was designed to provide spatially approximately homogeneous ($<$\,12<!PCT!> variations) and temporally stable illumination (0.1<!PCT!>--0.2<!PCT!> over 1200\,s) over the NISP detector plane with minimal power consumption and energy dissipation. NI-CU covers the spectral range sim \,nm -- at cryo-operating temperature -- at five fixed independent wavelengths to capture wavelength-dependent behaviour of the detectors, with fluence over a dynamic range of gtrsim \,100 from sim $. For this functionality, NI-CU is based on LED . We describe the rationale behind the decision and design process, the challenges in sourcing the right LED and the qualification process and lessons learned. We also provide a description of the completed NI-CU, its capabilities, and performance as well as its limits. NI-CU has been integrated into NISP and the satellite, and since launch in July 2023, it has started supporting survey operations.