积分萨克斯-沃尔夫效应:unWISE 与 Planck 对动力学暗能量的约束

CMB 光子在宇宙中传播时穿越引力势 $\Phi$ 会发生红移与蓝移。若势随时间非常量,光子将获得净红移或蓝移,即积分萨克斯-沃尔夫(ISW)效应。在 $z \ll 1000$ 的宇宙中,当宇宙从物质主导过渡到暗能量主导时,大尺度上 $\dot{\Phi}$ 非零。该效应仅能与 $z \sim 1$ 的大尺度结构做交叉关联方可探测。本文中,我们利用 unWISE 红外星系与 Planck CMB 温度图的交叉关联,呈现了 3.2$\sigma$ 的 ISW 效应探测。我们使用跨越 $0 < z < 2$ 的 3 个层析星系样本,得以充分探测暗能量主导时代及向物质主导的过渡。该测量与 $\Lambda$CDM ($A_{\rm ISW} = 0.96 \pm 0.30$) 一致。我们研究了对一类特定动力学暗能量模型(其暗能量物态方程在物质与暗能量主导时不同)的约束,发现 unWISE-ISW 因改善了对暗能量时间演化的约束,从而改进了 Ia 型超新星的约束。当与 BAO 测量结合时,我们获得了对特定动力学暗能量模型的最紧约束。在冻结精质的现象学模型 Mocker 模型中,利用 ISW、BAO 与超新星,我们将 $z < 2$ 的暗能量密度约束在 10% 以内。此外,在放宽引力理论假设时,ISW 测量本身提供了重要的独立检验,因其对引力势而非膨胀历史敏感。