探测星系团中微波背景辐射四极矩散射诱导的偏振

我们分析了利用未来的 CMB 偏振巡天探测由遥远温度四极矩经星系团散射引起的 CMB 偏振的可行性。对于低红移星系团，该信号与局部大尺度温度和偏振各向异性高度相关，探测该星系团信号的最佳途径是通过互相关分析。对于高红移星系团，其与局部温度的相关性较弱，可利用星系团偏振中不相关成分的功率来增强探测。我们推导了针对这些情形的线性和二次最大似然估计量，并预测了类 Planck 任务和 SPTPol 的 SZ 巡天的信噪比。我们的估计量代表了对来自星系团偏振的最优“堆叠”分析。我们发现该效应的可探测性对星系团气体密度分布以及望远镜分辨率、星系团红移分布和天区覆盖范围敏感。我们发现，若无专用的偏振后续观测，该效应在当前及近期的 SZ 巡天中太小而无法被探测到；假设观测约 550 个星系团，要实现 2-sigma 探测，每个星系团视场的 Stokes 参数均方根噪声需约为 1 uK-arcmin。我们讨论并量化了由星系团相对于 CMB 的运动引起的信号动力学部分以及星系团背后背景 CMB 偏振所带来的潜在偏差，并探讨了缓解这些偏差的方法。我们的形式体系对于下一代 CMB 偏振任务至关重要，我们认为这些任务将能够以高信噪比测量该效应。这将允许在其他探针无法触及的尺度上对 LCDM 模型进行重要的自洽性检验。