投影场动力学 Sunyaev-Zel'dovich 交叉关联：晕模型与预测

动力学 Sunyaev-Zel'dovich (kSZ) 效应，即宇宙微波背景 (CMB) 光子因与具有非零整体速度星系团和星系群中的自由电子散射而产生的多普勒增强，是研究宇宙中重子物质的有力窗口。我们首次给出了“投影场”kSZ 信号与大尺度结构 (LSS) 示踪体交叉功率谱的晕模型计算。我们将计算结果与以往依赖 $N$ 体标定有效公式而非晕模型的研究进行了比较和验证。我们对来自阿塔卡马宇宙学望远镜 (AdvACT)、西蒙斯天文台 (SO) 和 CMB-S4 的 CMB 图，以及来自暗能量巡天、Vera C.~Rubin 天文台 (VRO) 和 \textit{Euclid} 的 LSS 巡天数据给出了预测。在与星系数密度的交叉关联中，对于 AdvACT $\times$ \textit{unWISE}，我们利用已有数据预测可实现 18$\sigma$ 的投影场 kSZ 探测。结合 SO CMB 图与 \textit{unWISE} 星系星表，我们预期有 $62\sigma$ 的探测，从而精确测量气体密度轮廓的径向斜率。此外，我们预测了 kSZ——星系弱引力透镜交叉关联的首次探测（AdvACT $\times$ VRO/\textit{Euclid}，6$\sigma$）以及 kSZ——CMB 弱引力透镜交叉关联的首次探测（SO，16$\sigma$）。最后，利用 CMB-S4 的 kSZ——CMB 透镜交叉关联，在不使用任何外部数据集的情况下，应可实现气体密度轮廓形状约 10-20% 精度的测量。