利用光谱红移巡天进行动力学 SZ 层析

动力学 Sunyaev Zel'dovich 效应 (kSZ) 是探测缺失重子的潜在强大探针。然而，kSZ 信号被各种污染所淹没，且由于投影效应导致的红移信息丢失阻碍了其宇宙学应用。我们提出了一种 kSZ 层析方法，借助星系光谱红移巡天来缓解这些问题。我们提议通过三维星系分布来估计大尺度本动速度，以三维星系密度对其进行加权，并将沿视线投影的乘积采用适当加权作为真实 kSZ 温度涨落 $\Theta$ 的估计量。因此，我们提议通过 $\Hat{\Theta}$-$\Theta$ 互相关来测量 kSZ 信号。该方法具有诸多优势（详见论文摘要）。我们针对非绝热和绝热流体动力学模拟测试了所提出的 kSZ 层析方法。我们证实，在 $k\la 1h/$Mpc 处 $\hat{\Theta}$ 确实与 $\Theta$ 紧密相关，尽管密度场和速度场中的非线性以及红移空间畸变确实削弱了 $\hat{\Theta}$-$\Theta$ 相关的紧密性。我们进一步量化了由星系分布散粒噪声引起的 $\Hat{\Theta}$ 重建噪声。基于这些结果，我们量化了所提出的 kSZ 层析方法在未来巡天中的适用性。我们发现，结合 BigBOSS-N 光谱红移巡天，PLANCK CMB 实验将能够以约 $50\sigma$ 的总显著性探测到 kSZ，并进一步在 $0<z<2$ 的多个红移 bin 中测量其红移分布。