暗物质分布与次级CMB各向异性之间的交叉相关性：来自被电离星际介质的分析

我们研究了弱引力透镜场 $\kappa$ 与宇宙微波背景(CMB)次级温度涨落场 $\Delta$ 之间的交叉相关性，后者由 mildly nonlinear 结构中电离介质对CMB光子的Thomson散射引起。该交叉相关性有望通过观测揭示暗物质与电离介质分布之间的偏执关系。我们基于小角近似，构建了计算交叉相关函数及其角谱的形式化方法。结果发现，交叉相关的主要贡献来自由电离介质 bulk velocity 场 $v$ 的二次多普勒效应引起的次级CMB涨落。 在当前主流的冷暗能量模型及最简单的均匀电离情景（$z_{ion}\simgt 5$）下，交叉相关的大小可估计为 $\kaco{\kappa\Delta}\sim 10^{-10}$，在小角尺度（$l\simgt 1000$）上。有趣的是，我们发现密度调制的二次多普勒效应 $O(\delta_e v^2)$ 产生的交叉相关与弱引力透镜场具有对电子密度涨落 $\delta_e$ 或等价的暗物质-电子分布偏执关系的线性依赖。换言之，角谱可能为正或负，取决于正偏执或反偏执。因此，检测该交叉相关为理解与暗物质聚类相关的星际介质再电化历史提供了新的观测机会。