基于投影场的运动学 Sunyaev-Zel'dovich 效应 II：前景、挑战及与模拟的比较

运动学 Sunyaev-Zel'dovich (kSZ) 信号是宇宙重子分布的有力探针。kSZ 信号与积分的自由电子动量成正比，而非电子压力（热 SZ 信号的源）。由于速度在大尺度上应是无偏的，kSZ 信号是大尺度电子分布的无偏示踪，因此可用于探测规避大多数观测技术的“缺失重子”。尽管当前多数 kSZ 提取方法依赖于非常精确红移的可用性，我们重访了一种即使单个天体缺乏红移信息也允许测量的方法。它涉及将经过适当滤波的宇宙微波背景 (CMB) 温度图的平方与由大尺度结构示踪样本构建的投影密度图进行交叉相关。我们表明，当应用于下一代高分辨率 CMB 实验时，只要成分分离能足够有效地去除前景污染，该方法将实现高信噪比。仅考虑统计误差，我们预测该估计器结合来自 WISE 的星系目录，对 Planck、Advanced ACTPol 和假设的 Stage-IV CMB 实验分别可产生 $S/N \approx$ 3、120 和超过 150，而对于拟议的 SPHEREx 实验的星系目录，$S/N$ 约大 20%。本工作作为用此方法首次 kSZ 测量的伴篇，其中我们使用由 Planck 和 WMAP 数据构建的 CMB 温度图，以及来自 WISE 巡天的星系，获得了 kSZ$^2$ 振幅的 3.8 - 4.5$\sigma$ 探测。