The evolution of the large-scale distribution of matter is sensitive to a variety of fundamental parameters that characterize the dark matter, dark energy, and other aspects of our cosmological framework. Since the majority of the mass density is in the form of dark matter that cannot be directly observed, to do cosmology with large-scale structure, one must use observable (baryonic) quantities that trace the underlying matter distribution in a (hopefully) predictable way. However, recent numerical studies have demonstrated that the mapping between observable and total mass, as well as the total mass itself, are sensitive to unresolved feedback processes associated with galaxy formation, motivating explicit calibration of the feedback efficiencies. Here, we construct a new suite of large-volume cosmological hydrodynamical simulations (called bahamas, for BAryons and HAloes of MAssive Systems), where subgrid models of stellar and active galactic nucleus feedback have been calibrated to reproduce the present-day galaxy stellar mass function and the hot gas mass fractions of groups and clusters in order to ensure the effects of feedback on the overall matter distribution are broadly correct. We show that the calibrated simulations reproduce an unprecedentedly wide range of properties of massive systems, including the various observed mappings between galaxies, hot gas, total mass, and black holes, and represent a significant advance in our ability to mitigate the primary systematic uncertainty in most present large-scale structure tests.

The Euclid photometric survey of galaxy clusters stands as a powerful cosmological tool, with the capacity to significantly propel our understanding of the Universe. Despite being subdominant to dark matter and dark energy, the baryonic component of our Universe holds substantial influence over the structure and mass of galaxy clusters. This paper presents a novel model that can be used to precisely quantify the impact of baryons on the virial halo masses of galaxy clusters using the baryon fraction within a cluster as a proxy for their effect. Constructed on the premise of quasi-adiabaticity, the model includes two parameters, which are calibrated using non-radiative cosmological hydrodynamical simulations, and a single large-scale simulation from the Magneticum set, which includes the physical processes driving galaxy formation. As a main result of our analysis, we demonstrate that this model delivers a remarkable 1% relative accuracy in determining the virial dark matter-only equivalent mass of galaxy clusters starting from the corresponding total cluster mass and baryon fraction measured in hydrodynamical simulations. Furthermore, we demonstrate that this result is robust against changes in cosmological parameters and against variation of the numerical implementation of the subresolution physical processes included in the simulations. Our work substantiates previous claims regarding the impact of baryons on cluster cosmology studies. In particular, we show how neglecting these effects would lead to biased cosmological constraints for a Euclid -like cluster abundance analysis. Importantly, we demonstrate that uncertainties associated with our model arising from baryonic corrections to cluster masses are subdominant when compared to the precision with which mass–observable (i.e. richness) relations will be calibrated using Euclid and to our current understanding of the baryon fraction within galaxy clusters.

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.