中文

再电离时期的热苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应

宇宙学与河外天体物理 2024-12-06 v1

摘要

热苏尼亚耶夫-泽尔多维奇(tSZ)效应源于低能光子向热电子的逆康普顿散射,正比于积分电子压强,通常从星系团中观测到。然而,我们预期再电离时期(EoR)也会对该信号有贡献,但此前尚未对该贡献进行评估。在本工作中,我们基于 RAMSES-CUDATON 分析了一套全耦合辐射流体动力学模拟,以计算和研究再电离时期的 tSZ 信号。我们构建了 6<z6<z 的星系际介质电子压强光锥,以计算相应的康普顿 y 参数。我们改变了盒子尺寸、分辨率和恒星形成参数,以研究这些因素如何影响 tSZ 效应。我们绘制了 y 的分布图和地图,以及通过对每个模拟构建的光锥积分得到的 tSZ 信号的角温度功率谱。我们发现,再电离时期的 tSZ 信号在大尺度(<104\ell< 10^4)上通常低于再电离后的信号,但可能做出不可忽略的贡献,并有可能污染测量到的信号。在当前实验如 SPT 探测的尺度(103104\ell\sim10^3-10^4)上,我们发现再电离时期的 tSZ 功率谱相对于当前模板贡献约百分之一的水平,二次多普勒效应额外贡献约 10%\sim10\% 的 tSZ 信号。在更小尺度上,再电离时期的 tSZ 达到峰值,可能主导总信号,因此在任何未来更灵敏的实验中都是一个需要重点考虑的重要贡献。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.04385,
  title  = {The Thermal Sunyaev-Zel'dovich Effect from the Epoch of Reionization},
  author = {Ilian T. Iliev and Azizah R. Hosein and Jens Chluba and Luke Conaboy and David Attard and Rajesh Mondal and Kyungjin Ahn and Stefan Gottlöber and Joseph Lewis and Pierre Ocvirk and Hyunbae Park and Paul R. Shapiro and Jenny G. Sorce and Gustavo Yepes},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.04385},
  year   = {2024}
}

备注

17 pages, 10 figures, submitted to MNRAS, comments welcome