利用 ISW-星系相关函数限制中微子质量

宇宙微波背景（CMB）中的温度各向异性受到晚期积分萨克斯 - 沃尔夫（lISW）效应的影响，该效应由线性尺度上引力势的任何时间变化引起。暗能量并非 lISW 的唯一来源，因为大质量中微子在物质主导和暗能量主导期间都会导致小尺度上势能的微小衰减。在这项工作中，我们研究了利用 CMB 与星系密度图之间的互相关作为限制中微子质量工具的前景。一方面，大质量中微子由于自由流动减缓了结构形成从而降低了互相关谱；另一方面，它们通过改变有效线性增长增强了互相关谱。我们表明，在可观测的尺度和红移范围内，第一种效应占主导地位，但第二种效应也不容忽视。我们通过拟合一些受普朗克卫星（Planck）、暗能量巡天（DES）和大口径巡天望远镜（LSST）启发的模拟数据进行了误差预测分析。与仅使用 Planck 数据相比，加入来自 Planck 和 LSST 的互相关数据将使对中微子质量$m_\nu$的灵敏度提高 38%（对暗能量状态方程$w$的灵敏度提高 83%）。Planck 与 DES 之间的相关性带来的改进要小得多。该方法在探测$m_\nu$方面可能不如测量星系、星系团或宇宙剪切功率谱有效，但由于它是独立的且受不同的系统误差影响，如果中微子总质量约为 0.2 eV，它仍然具有潜在意义；如果中微子质量接近大气振荡给出的下限，即$m_\nu \sim 0.05$ eV，我们不期望 ISW-星系相关性对$m_\nu$具有灵敏度。