动力学Sachs-Zel'dovich效应下的斑块状氦和氢复原

即将到来的宇宙微波背景（CMB）实验将以前所未有的精度测量小尺度温度涨落，从而提升对动力学Sachs-Zel'dovich效应（kSZ）测量的精度。这一二次各向异性已成为探测后复合时期类星体间氢（H）离子化分布的有力工具。虽然kSZ效应的灵敏度最近被用于研究高红移H复原时代，但其红移积分特性——结合预期的测量精度提升——表明在不久的将来，考虑后期氦（He）复原将变得日益重要。联合表征两个时代有助于更系统地理解早期恒星和类星体形成，这些天体驱动H和He在星际介质中的离子化。本文扩展了Smith & Ferraro (2017)引入的kSZ高阶统计量，预测即将到来的CMB调查如何探测H和He复原的斑块结构。此外，鉴于即将到来的大尺度结构调查将追踪与He复原时代重叠的红移下的密度涨落，我们提出一种将kSZ高阶统计量与星系测量数据进行交叉相关的新方法。通过对H和He复原的联合信息矩阵分析，我们表明下一代CMB和星系 survey 将具备足够的统计功效，来表征H复原的斑块结构并对其He对应红移演化设定约束。