苏尼亚耶夫-泽尔多维奇角功率谱作为宇宙学参数的探针

SZ效应的角功率谱C_l是宇宙学的强大探针。它比探测场中单个星系团更容易，对观测选择效应不敏感，且无需标定星系团质量与流量之间的关系，从而减少了主导星系团计数约束的系统误差。其主要贡献来自星系团维里半径20%-40%的区域，因此对星系团中心知之甚少的气体物理过程（如冷却或（预）加热）不敏感。本文利用普适气体密度和温度分布以及暗物质晕质量函数，推导出C_l的改进解析预测。预测的C_l无自由参数，且与所有已发表的流体动力学模拟结果在l=3000附近符合程度优于两倍因子。我们发现C_l按(sigma_8)^7乘以(Omega_b h)^2标度，且几乎独立于所有其他宇宙学参数。这与局域星系团丰度研究不同，后者给出了sigma_8与Omega_m之间的关系。我们还利用晕模型计算了C_l的协方差矩阵，并与模拟结果吻合良好。我们估计了在受采样方差限制的观测中确定sigma_8的精度，发现对于一个几平方度、分辨率1-2角分的巡天，应能将sigma_8确定到百分之几以内，剩余不确定性主要由理论建模主导。如果CBI实验近期报告的小尺度CMB过量功率确实源于SZ效应，那么我们得到sigma_8(Omega_b h/0.029)^0.3 = 1.04 ± 0.12（95%置信水平，统计误差），并存在10%的残余系统（理论）不确定性。