动力学 Sunyaev-Zel'dovich 层析成像 II：探测环星系介质

我们提出利用动力学 Sunyaev-Zel'dovich (kSZ) 效应来探测环星系介质（CGM），并借助覆盖与 SZ 巡天相同区域的光谱巡天。人们可以用匹配滤波器设计 CGM 的 kSZ 效应的最优估计量，并构建该估计量与从星系巡天中恢复的本动速度之间的互相关，后者可通过堆叠大量星系来测量。我们研究了 CGM 的两种引人注目的密度轮廓：MB 轮廓（Maller & Bullock 2004）与 $\beta$ 轮廓，并针对数密度为 $10^{-3}h^3\,$ Mpc$^{-3}$ 的基准星系巡天与类 ACT 的 SZ 巡天协同作用估计了可探测性。我们表明，对于 $\beta$ 轮廓，滤波器的形状随红移变化不大；而对于 MB 轮廓，在 $z<0.1$ 处存在显著的旁瓣。通过堆叠 $z \sim 0.5$ 附近约 $10^4$ 个银河系大小的光晕，两种轮廓均可获得 $\gtrsim$ 1 $\sigma$ 的信噪比（S/N）。S/N 随红移减小而增加，直至达到最大值（MB 轮廓在 $z \simeq 0.15$ 处约 7.5，$\beta$ 轮廓在 $z\simeq 0.03$ 处约 19）。由于较大的束宽，类 Planck 的 CMB 巡天通过堆叠相同数量、红移 $z<0.1$ 的星系，可勉强探测到 kSZ 信号。在真实巡天中寻找 CGM 将涉及把星系划分为具有相似红移和宿主光晕质量的子样本，并缩放此处给出的结果以获得 S/N。