利用热 Sunyaev-Zel'dovich 效应图谱约束宇宙学：对偶函数、峰值、谷值与矩

热 Sunyaev-Zel'dovich 效应 (tSZ) 是宇宙学的敏感探针，因为它追踪了后时代宇宙中星系团和星系群的丰度。如将来即将投入使用的 Simons Observatory (SO) 和 CMB-S4 等射电望远镜将提供低噪声、高分辨率的、覆盖大比例天空的 tSZ 图。tSZ 信号高度非高斯，因此需要更高阶的统计方法来从这些图中最佳提取信息。本文研究了若干 tSZ 统计量的宇宙学约束能力——对偶函数 (MF)，峰值，谷值与矩，这些统计量在从其他宇宙数据中捕获非高斯信息方面已取得鼎实成果。我们构建了大型以撒伏尔模型为基础的 tSZ 模拟数据集，包含 154 种不同 $\Omega_{c}$ 与 $\sigma_{8}$ 的 cosmology，超过 80 万张大小为 $10.5\times10.5$ 平方度的图。我们展示，通过组合这些可观测量，可实现约为仅用 tSZ 功率谱的 $29\times$ 更紧密约束（在理想的无噪声情形下），其中 MFs 在约束中占据主导地位。我们指出， much of the MF 约束能力来源于探测 surveys 检测阈值以下的星系，表明其与星系计数分析之间存在潜在的协同效应。最后，我们证明这些统计量即使在噪声存在时也能提供紧密约束。例如，利用 SO 预期的后分量分离 tSZ 噪声，我们可实现约为功率谱的 $1.6\times$ 和 $1.8\times$ 的更紧约束（分别仅用 MFs 与全部统计量组合）。我们指出，MFs 的约束在白噪声水平 $\lesssim 1 \,\mu$K-arcmin 时可接近无噪声情形。