利用 Z-Spec 对 Sunyaev-Zel'dovich 效应零点的的高光谱分辨率测量

Sunyaev-Zel'dovich (SZ) 效应谱在 $dT_{\text{CMB}} = 0$ 处穿过一个零点，该点位于 $\nu_0 \approx 217\ \text{GHz}$ 附近。在星系团中，由于星系团内介质性质导致的 SZ 效应散射修正，$\nu_0$ 可能会偏离标准的 thermal SZ 效应值。我们使用 Z-Spec（一种工作在 185 至 305 GHz 之间、分辨率 $R \sim 300$ 的光栅光谱仪）测量了热星系团 RX J1347.5-1145 中的 SZ 效应。这些数据构成了 SZ 效应零点附近的高光谱分辨率测量，清晰地展示了在 Z-Spec 波段内 $dT_{\text{CMB}}$ 从负值到正值的转变。测得的 SZ 零点位置为 $\nu_0 = 225.8 \pm 2.5\ (\text{stat.}) \pm 1.2\ (\text{sys.})\ \text{GHz}$，与标准零点频率相差 $3.0\sigma$，这是标准 thermal SZ 效应形状发生修正的证据。假设 $\nu_0$ 的测量偏移仅归因于 SZ 谱的相对论性修正，我们仅凭零点测量得出限制 $T_e = 17.1 \pm 5.3\ \text{keV}$。通过模拟仪器对天空的响应，我们能够在 $\{y_0, T_e, v_{\text{pec}}\}$ 空间中生成似然函数。对于 $v_{\text{pec}} = 0\ \text{km/s}$，我们测得最佳拟合 SZ 模型为 $y_0 = 4.6\ (+0.6, -0.9) \times 10^{-4}$，$T_{e,0} = 15.2\ (+12, -7.4)\ \text{keV}$。当允许 $v_{\text{pec}}$ 变化时，发现最概然值为 $v_{\text{pec}} = +450 \pm 810\ \text{km/s}$。