来自成对运动学 Sunyaev-Zel'dovich 效应的大质量中微子约束
宇宙学与河外天体物理
2015-09-09 v2
摘要
我们提出通过运动学 Sunyaev-Zel'dovich (kSZ) 效应观测到的星系团平均成对动量，作为探测大质量中微子的一种新手段。我们发现，利用当前和即将进行的巡天进行的 kSZ 测量，将为来自大尺度结构的中微子质量总和提供互补约束，并将改进 Planck 卫星对原初宇宙微波背景 (CMB) 和 CMB 透镜效应的测量。该约束的核心在于 kSZ 中微子信号对星系团平均成对动量具有一种独特的尺度依赖性，我们预计这种依赖性不会在改变信号整体振幅的系统效应（如星系团光学深度）中反映出来。假设一个包含大质量中微子的最小 ΛCDM 宇宙学模型，并结合 Planck 原始 CMB 先验和保守的 kSZ 规格，我们预测对于“第二阶段”(ACTPol + BOSS)、“第三阶段”(Advanced ACTPol + BOSS) 和“第四阶段”(CMB-S4 + DESI) 巡天，中微子质量总和的 68% 上限分别为 290 meV、220 meV 和 96 meV，而仅 Planck 的预测为 540 meV。这些预测包含了在每个红移区间内同时约束中微子质量总和与星系团样本质量平均光学深度的能力。如果星系团的平均光学深度能以百分之几的精度测量，并假设一个更低的极限质量，预计的 kSZ 约束将进一步提高到 120 meV、90 meV 和 33 meV（第二、三、四阶段）。这些预测代表了利用角分分辨率 CMB 测量与光谱星系巡天的交叉相关进行中微子约束的保守估计。这些巡天还提供了更多与中微子约束相关的信息，例如星系团聚类、弱引力透镜以及 CMB 温度和偏振。
引用
@article{arxiv.1412.0592,
title = {Constraints on massive neutrinos from the pairwise kinematic Sunyaev-Zel'dovich effect},
author = {Eva-Maria Mueller and Francesco de Bernardis and Rachel Bean and Michael D. Niemack},
journal= {arXiv preprint arXiv:1412.0592},
year = {2015}
}
备注
8 pages, 4 figures, Added references