来自 Sunyaev--Zeldovich 星系团巡天的中微子质量约束

大质量中微子的存在对星系团等大尺度结构的增长具有特征性影响。我们预测了从正在进行和未来的 Sunyaev-Zeldovich (SZ) 星系团巡天中测量到的数量计数和功率谱，结合宇宙微波背景 (CMB) 观测，在平坦的 $\Lambda$CDM 宇宙学中约束总中微子质量 $\mnu$ 的能力。我们对质量-可观测量标度关系采用自校准，并评估了 South Pole Telescope 常规及偏振 (SPT, SPTPol)、Planck 和 Atacama Cosmology Telescope Polarization (ACTPol) 巡天的约束。我们发现，从 Planck 星系团巡天获得的约 1000 个星系团样本加上来自 CMB 透镜提取的额外信息，可将中微子质量总和的当前上限收紧至 68% C.L. 下的 $\sigma_{\mnu}=0.17$ eV。我们的分析表明，星系团数量计数和功率谱提供了互补的约束，因此当结合这两种探针时，有助于将 $\mnu$ 的误差减小 4-8 倍。我们还表明，星系团测量在约束 $\mnu$ 时的主要优势在于对星系团系统学效应的良好控制。当对在即将到来的星系团巡天中有望达到的质量-可观测量关系施加弱先验时，仅使用星系团探针我们得到 $\sigma_{\mnu}=0.48$ eV，更令人感兴趣的是，使用星系团 + CMB 得到 $\sigma_{\mnu}=0.08$ eV，这对应于对 $\mnu\ge0.3$ eV 的 $S/N\approx4$ 的探测。我们分析并讨论了 $\mnu$ 与其他参数的简并性，并研究了中微子质量约束对各种巡天规格的敏感性。