探测宇宙磁场：Rotation Measure 平方与星系联合相关性

我们提出了一种新方法，通过联合 extragalactic 远红移测量 (RM) 目录和星系调查的交叉相关性，来提取关于宇宙磁场信息的细节。具体而言，我们提议测量 RM 平方 (${\rm RM}^2$) 相对于背景天体与前景星系投影密度场 ($\langle {\rm RM}^2 \times {\rm g} \rangle$) 之间的两点交叉相关，作为横向分离的函数。该统计量类似于用于动力学斯坦亚赫-齐尔达夫效应 (${\rm kSZ}$) 的“投影场”估计器，$\langle {\rm kSZ}^2 \times {\rm g} \rangle$。我们的估计器避免了污染，同时也免于当对 RM 的绝对值与星系进行相关性分析时出现的噪声偏差。此外，通过对前景星系红移进行分箱，$\langle {\rm RM}^2 \times {\rm g} \rangle$ 实现了大尺度宇宙磁场红移演化的断层重建。我们使用 Illustris-TNG 余弦磁力学模拟来对该统计量进行建模，并与近似解析预测进行比较。我们指出，$\langle {\rm RM}^2 \times {\rm g} \rangle$ 可与包含两个电子密度加权磁场强度拷贝以及一个星系密度的三角谱相关。在 Illustris-TNG 中，有效场强主要由于位于构成星系的暗物质晕核内区域的磁场�幅所决定。它随着红移降低而增大，这是由涡旋放大和磁化外流所驱动。我们的预测表明，在当前星系调查以及来自 SKA 的未来 RM 目录中，$\langle {\rm RM}^2 \times {\rm g} \rangle$ 可在高显著性下被检测到，为跨宇宙时间尺度的大尺度磁场断层探测提供了可能。