由苏尼阿耶夫-泽尔多维奇效应层析探测的宇宙热历史

宇宙热历史由宇宙中平均热能密度的演化来量化，其由结构增长驱动，因为重子在不塌缩暗物质晕中受到激波加热。该过程可通过热苏尼阿耶夫-泽尔多维奇（SZ）效应背景的红移依赖振幅来探测。为此，我们将 $\it{Planck}$ 和红外天文卫星任务中的八幅天空强度图与斯隆数字巡天中的两百万个光谱红移参考进行交叉相关。这给出了远红外到微波背景光作为红移函数的快照能谱，最高达 $z\sim3$。我们将其分解为 SZ 和热尘埃成分。我们的 SZ 测量直接约束了 $\langle bP_{\rm e} \rangle$（晕偏置加权平均电子压强），最高达 $z\sim 1$。这是迄今达到的最高红移，且由于光谱参考而具有不相关的红移区间。我们探测到密度加权平均电子温度 $\bar{T}_{\rm{e}}$ 从 $z=1$ 时的 $7\times 10^5~{\rm K}$ 增至今天的 $2\times 10^6~{\rm K}$，增幅为三倍。在 $z=1$–$0$ 期间，我们见证了现今平均热能密度 $\rho_{\rm{th}}$ 中近 $70\%$ 的积累，相应的密度参数 $\Omega_{\rm th}$ 达到 $1.5 \times10^{-8}$。我们发现 $\it{Planck}$ 普适压强分布的质量偏置参数为 $B=1.27$（或 $1-b=1/B=0.79$），与来自质量聚集的气体运动和湍流的的非热压强量级一致。我们估计红移积分平均康普顿参数 $y\sim1.2\times10^{-6}$，这将由未来的谱畸变实验检验。其中超过一半源自 $z<1$ 的大尺度结构，我们直接探测到了这一部分。