利用DESI星系团与Planck数据探测成对运动学SZ效应

我们报告了结合DESI成像巡天中的星系团和Planck温度图，对成对运动学Sunyaev-Zel'dovich (kSZ) 效应的5σ探测。数据和数据分析方法的改进共同促成了这一探测。在数据方面，我们采用了最近发布的包含约10^6个稳健识别的星系群目录(Y20: \cite{yang2020extended})，并构建了用于kSZ测量的各种星系团样本。Y20目录还提供了晕质量的估计，这进一步将kSZ测量精度提高了约10%。在分析方法方面，我们通过最大似然分析推导了成对kSZ的最优估计量。该方法还能自洽地处理潜在的系统误差。基线星系团样本包含1.2×10^5个最富集的星系团，其典型质量约为10^{14} M_{\odot}/h，典型红移在0.2-0.5之间，以5σ的显著性排除了零假设。当用模拟得到的成对kSZ模板进行拟合时，信号以4.7σ的显著性被探测到，平均光学深度被约束为$\bar{\tau}_e=(1.66\pm 0.35)\times 10^{-4}$。我们进行了多种内部检验，包括不同的星系团选择标准、不同的天区覆盖和红移范围、不同的CMB图、不同的滤波尺度、对潜在系统误差和协方差矩阵的不同处理。在各种星系团样本中，kSZ效应被一致地探测到，信噪比在$2.5\leq$S/N$\leq 5.6$之间，且$\chi^2_{\rm min}$可接受。信噪比受限于Planck的分辨率和测光红移精度，因此可以通过DESI光谱红移信息和其他CMB实验得到显著提高。