运动学Sunyaev-Zel'dovich投影场信号的改进建模及其宇宙学依赖

在过去十年中，运动学Sunyaev-Zel'dovich (kSZ)效应已成为晚期宇宙中重子与速度场分布的观测探针。在探测kSZ的诸多方法中，'投影场kSZ估计量'具有不限于具有精确红移的星系样本这一有前景的特性。该估计量当前的理论建模仅涉及仅适用于小尺度的近似处理。随着测量保真度快速提升，我们发现有必要超越原始处理，从而推导了该估计量无前述近似的改进理论模型。我们表明，两模型预测信号之间的差异是尺度依赖的，并且对于来自Simons天文台和CMB-S4结合WISE或Rubin天文台的星系数据的未来测量将显著，后者具有高预测信噪比($>100$)。因此，在未来分析中采用我们的改进模型对避免偏差十分重要。借助我们的模型，我们探索了该kSZ信号对未来测量的宇宙学依赖。在Planck先验下，对$\Lambda$CDM参数的残余不确定性导致信号振幅约$7\%$的边缘化不确定性，而固定宇宙学下预测优于百分之一水平。为阐明该kSZ估计量作为宇宙学探针的潜力，我们预测了对$\Lambda$CDM参数与中微子质量之和的初始约束，为未来分析中联合拟合重子天体物理与宇宙学铺平了道路。