The KBC Void: Consistency with Supernovae Type Ia and the Kinematic SZ Effect in a $Λ$LTB Model
从近红外线的标准化光度密度中，有大量且不断增加的观测证据表明，局部宇宙在数百兆秒差距的尺度上是欠密度的。我们测试我们的参数化的观测数据，这样一个“空”是兼容的最新的超新星Ia型数据和约束的视线奇特的速度运动的星系团相对于宇宙微波背景休息帧，被称为线性运动学Sunyaev-Zel 'dovich（KSZ）的影响。我们的研究是基于Keenan，Barger和Cowie（KBC）观察到的大局部空洞（LLV）径向分布和基于具有非零宇宙学常数的Lemaintre-Tolman-Bondi模型（$Λ$ LTB）的理论空洞描述。通过与217颗Ia型低红移超新星在红移范围$0.0233 < z < 0.15$内的比较，我们发现与KBC LLV相关的径向尺度上的测量光度距离-红移关系的一致性。我们评估的影响，KBC LLV在光的“本地”和“宇宙”的哈勃常数，$H_{0}$测量之间的紧张局势。我们发现，当KBC LLV的存在是完全占，这种紧张局势是减少从$3.4σ$到$2.75σ$。我们发现，以前的线性kSZ约束，以及新的南极望远镜（SPT）和阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT），是完全兼容的KBC LLV的存在。
2018-01-30 astro-ph.CO
Analytic formulae for CMB anisotropy in LTB cosmology
局域空洞模型最近引起了相当大的关注，因为它可以解释目前宇宙的明显加速膨胀，而不引入暗能量。然而，为了证明这个模型是标准$Λ$ CDM模型（FLRW宇宙加上暗能量）的替代宇宙学模型，人们必须通过各种观测来测试这个模型，比如CMB温度各向异性，而不是SNIa的距离-红移关系。为了这个目的，我们推导出一些解析公式，可以用来严格比较这个模型的结果与CMB各向异性的观测，并放置在空洞模型中的观察员的位置上的限制。
2010-04-09 astro-ph.CO
CMB dipoles and other low-order multipoles in the quasispherical Szekeres model
几位作者之前已经证明，基于球对称LTB模型的Gpc尺度空洞可以很好地拟合某些宇宙学数据，包括SNIa数据，但只有当我们非常靠近中心时，它才与观测到的CMB偶极子一致，这违反了哥白尼原理。在这项工作中，我们调查了更一般的准球形Szekeres模型，其中不包括球对称，以确定这种选择是否可能是不那么紧缩。我们发现，观察者仍然被限制在一个小的区域，但它不是几何上的“特殊”作为一个LTB空洞的中心。此外，虽然LTB空洞中心附近的四极和八极必然很小，但某些Szekeres模型可以包括一个重要的四极，同时仍然与观察到的偶极子一致，暗示Szekeres模型可能能够解释观察到的四极/八极异常。
2019-07-19 astro-ph.CO gr-qc
Characterising the epoch of reionisation using the cross-correlation of the kSZ effect and CMB lensing
University of Cambridge（剑桥大学）；Kavli Institute for Cosmology Cambridge（卡弗里宇宙学剑桥研究所）；School of Earth and Space exploration, Arizona State University（亚利桑那州立大学地球与太空探索学院）；Institute of Astronomy, University of Cambridge（剑桥大学天文学研究所）；Department of Physics, University of Oxford（牛津大学物理系）；Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University（斯坦福大学卡弗里粒子天体物理学与宇宙学研究所）；Department of Physics, Stanford University（斯坦福大学物理系）
本研究提出利用kSZ效应与CMB引力透镜的互相关探测再电离时代，通过AMBER模拟验证其可行性，预测当前实验可勉强探测、未来实验能高精度约束再电离场景，并探讨了测量挑战及缓解方法。
2026-08-06 astro-ph.CO
Estimators for the cross-pairwise kSZ effect: forecasts for the dark energy and modified gravity parameters with Simons Observatory and CMB-S4
提出交叉成对kSZ估计量，通过将星系团与光谱巡天星系配对并叠加以降低噪声提升信噪比，结合未来CMB实验和星系巡天数据，显著改善暗能量和修改引力参数的预测精度。
2025-05-02 astro-ph.CO
Observational Constraint on Spherical Inhomogeneity with CMB and Local Hubble Parameter
我们从宇宙微波背景（CMB）的角功率谱和哈勃参数的局部测量中推导出一个以我们的位置为中心的空洞的球形不均匀性的观测约束。空穴的后期行为可以用所谓的$Λ$ -Lemaintre-Tolman-Bondi~（$Λ$ LTB）解很好地描述。然后，我们将模型限制为渐近齐次模型，每个模型都由平坦的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker模型近似。晚时$Λ$ LTB模型的参数化是由宇宙学常数和局域哈勃参数组成的。另外两个参数用于参数化观测到的距离-红移关系。然后，构造了与给定的距离-红移关系相容的$Λ$ LTB模型。包括CMB分析的常规参数，我们总共用七个参数来表征我们的模型。本地哈勃测量值反映在本地哈勃参数的先验分布中。通过对宇宙微波背景的温度各向异性和偏振各向异性的马尔可夫链蒙特卡罗分析，我们发现宇宙学常数为零的非均匀宇宙模型是不成立的。然而，我们周围的一个显着的低密度仍然与CMB的角功率谱和当地的哈勃参数兼容。
2018-03-12 astro-ph.CO gr-qc
kSZ Pairwise Velocity Reconstruction with Machine Learning
本文提出用基于高保真 kSZ 模拟训练的梯度提升机器学习模型，从 CMB 的 kSZ 信号中重建星系团成对本动速度，并验证其抗噪与抗系统误差能力，以服务未来暗能量、修改引力和中微子约束。
2024-06-14 astro-ph.CO
Detecting patchy reionization in the CMB
即将进行的宇宙微波背景（CMB）实验将以前所未有的精度测量小角度尺度上的温度波动。小尺度的CMB涨落是后期效应的混合体：引力透镜、移动电子对CMB光子的多普勒频移（kSZ效应）和残余前景。我们提出了一个新的统计，它分离的kSZ信号从其他的，也允许kSZ信号被分解在红移箱。分解扩展到高红移，并且不需要外部数据集，如星系调查。特别是，来自斑片状再电离的高红移信号可以被干净地隔离，使未来的CMB实验能够对再电离时代进行高意义和定性的新测量。
2016-07-06 astro-ph.CO
Neutrino Mass Constraints from kSZ Tomography
本文预测第四阶段CMB和大尺度结构巡天对中微子质量的约束能力，重点研究kSZ层析成像作为独立探针，发现kSZ光学深度先验可将中微子质量约束误差从32 meV改善至27 meV。
2025-02-07 astro-ph.CO hep-ph
Subtracting the kinetic Sunyaev-Zeldovich effect from the cosmic microwave background with surveys of large-scale structure
本文提出“de-kSZing”方法，通过大尺度结构巡天构建模板并从CMB图中减去部分kSZ信号，预测了多种巡天的效率（10-20%）及其在宇宙学约束中的应用潜力。
2023-04-06 astro-ph.CO
The Bias to Cosmic Microwave Background Lensing Reconstruction from the Kinematic Sunyaev-Zel'dovich Effect at Reionization
重建的宇宙微波背景（CMB）透镜图的功率谱是一个强有力的工具，约束宇宙学参数，如中微子质量和暗能量状态方程。一个可能的复杂性是运动学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应，由于CMB光子被移动电子散射，这可以通过kSZ透镜相关性和kSZ温度各向异性的非高斯性来偏置CMB透镜功率谱的重建。我们调查的第一次的偏差CMB透镜重建温度各向异性由于再电离诱导的kSZ信号，并表明，它是可以忽略不计的正在进行的和即将进行的实验的基础上，目前的数值模拟再电离。我们还重新审视了由后期kSZ场引起的偏见，使用最近的kSZ模拟。我们发现，它可能是在早期的研究中发现的两倍大，达到高达百分之几的CMB透镜功率谱信号的值，这表明这种偏见将不得不在即将到来的数据分析减轻。
2022-02-15 astro-ph.CO
Reconstructing cosmic growth with kSZ observations in the era of Stage IV experiments
未来的地面CMB实验将通过精确描述大部分天空中CMB的次级各向异性来生成具有竞争力的大尺度结构数据集。我们描述了一种方法，用于约束的增长率的结构，以低于1%的精度出$z\approx 1$，使用组合的星系团特有的速度测量使用动力学Sunyaev-Zel 'dovich（kSZ）的影响，和速度场重建星系红移调查。我们只考虑热SZ选择的集群样本，这将包括$\mathcal{O}(10^4-10^5)$源的第3和第4阶段CMB实验分别。三种不同的方法进行比较，从主要CMB的kSZ效果，包括一种新的盲目的“约束实现”的方法，提高了信号噪声比的一个因素，$\sim 2$在一个常用的孔径测光技术。集成的tSZ $y$参数的测量被用来打破kSZ速度光学深度简并，包括CMB偏振和SZ轮廓的不确定性的影响也被考虑。未来第四阶段实验的组合应该能够测量增长率和膨胀率的乘积，$α\equiv f H$，在$Δz = 0.1$到$z \approx 1$的区间中优于1%--与当代星系巡天的红移空间失真限制竞争。
2016-04-05 astro-ph.CO
Gravitational Lensing Effects in the LTB Model
在这次演讲中，我们讨论了如何估计引力透镜效应的一个本地空洞的CMB偏振使用LTB模型。
2010-03-15 astro-ph.CO
The Gravitational Lensing Effect on the CMB Polarisation Anisotropy in the Λ-LTB Model
局部空洞通过引力透镜改变了宇宙微波背景（CMB）偏振的天空分布模式，并从偏离中心的观测者的E模式产生B模式。为了观察这种效应是否可以用来检验局部空洞模型的有效性，我们计算这种透镜效应，通过求解传播的CMB偏振沿零测地线接近中央光锥在一般Lemaintre-Tolman-Bondi（LTB）模型微扰。特别地，我们给出了偏心观测者观测到的E和B的相关性的一般公式，并证明了对于相同的l值，E_l ^m和B_l ^m是相关的，即，<E_l ^mB_l'^m'>与δ_{1，l'}成比例，而<E_l ^mE_l'^m'>与δ_{1，l'}成比例。|l '-l|，1}。这一特征可用于区分星系中由局域空洞引起的引力透镜效应和由正常剪切场引起的引力透镜效应。
2011-02-02 astro-ph.CO
Projected-Field Kinetic Sunyaev-Zel'dovich Cross-Correlations: Halo Model and Forecasts
动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应，即，宇宙微波背景（CMB）光子的多普勒增强（Doppler boost）是研究宇宙中重子的一个强有力的窗口，该多普勒增强是由星系团和具有非零体速度的星系团中的自由电子散射引起的。我们提出了第一个晕模型计算的互功率谱的“投影场”的kSZ信号与大尺度结构（LSS）示踪剂。我们比较和验证我们的计算对以前的研究，这依赖于$N$体校准的有效公式，而不是晕模型。我们预测了来自阿塔卡马宇宙学望远镜（AdvACT），西蒙斯天文台（SO）和CMB-S4的CMB地图，以及来自暗能量调查的LSS调查数据，Vera C.鲁宾天文台（VRO）和\textit{Euclid}。在与星系数密度的交叉相关中，对于AdvACT $\times$ \textit{unWISE}，我们预测了18个$σ$投影场kSZ检测使用的数据已经在手。结合SO CMB地图和\textit{unWISE}星系目录，我们期望一个$62σ$检测，产生精确的测量气体密度分布径向斜率。此外，我们预测的第一次检测kSZ -星系弱透镜交叉相关与AdvACT $\times$ VRO/ \textit{Euclid}（在6 $σ$）和kSZ - CMB弱透镜交叉相关与SO（在16 $σ$）。最后，气体密度分布形状的$\approx 10-20$ \%精确测量应该可以与CMB-S4 kSZ-C…
2022-08-16 astro-ph.CO
Machine Learning-Driven Analysis of kSZ Maps to Predict CMB Optical Depth $τ$
Department of Computer Science, University of Nevada, Las Vegas, NV 89154, USA（计算机科学系，内华达大学拉斯维加斯分校）；Nevada Center for Astrophysics, University of Nevada, Las Vegas, NV 89154, USA（内华达大学拉斯维加斯分校天体物理中心）
利用机器学习方法从模拟的kSZ地图中提取CMB光学深度$τ$，通过Swin Transformer等先进模型和Laplace近似法降低预测不确定性，提升对EoR时期结构形成的约束能力。
2026-03-21 astro-ph.CO cs.LG
Prospects for kSZ$^2$-Galaxy Cross-Correlations during Reionization
我们探索了一种新的方法提取再电离时代的贡献动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应。我们的方法利用的交叉功率谱之间的过滤和平方的宇宙微波背景（CMB）和光度星系调查的再电离时代（EoR）的地图。这kSZ $^2$ -星系交叉功率谱统计已被成功地检测到在较低的红移（$z \lesssim 1.5$）。在这里，我们将这种方法扩展到$z \gtrsim 6$作为一种潜在的手段来提取补丁再电离的签名。我们使用再电离过程的半数值模拟跨多个光度红移箱的预期信号建模。在原则上，互相关统计鲁棒地提取再电离时代的kSZ信号的贡献，而其红移的演变产生有价值的信息，再电离的时间。具体地说，在EoR的早期阶段，当大约20%的宇宙体积被电离时，$\ell \sim 1,000$附近的模型互相关信号达到峰值。可检测的$\ell$模式主要反映了相关双谱的压缩三角形配置，量化了大尺度上星系过密度场与小尺度kSZ功率之间的相关性。我们预测了使用罗马空间望远镜和下一代CMB调查（包括西蒙斯天文台，CMB-S4和CMB-HD）的莱曼破裂星系未来宽视场样本检测此信号的前景。我们发现，一个大约13 $σ$检测是可能的CMB-HD和罗马后，所有$\ell$模式求和。我们讨论了改进这种方法和相关统计的可能性，其目的是超越简单的检测来测量互相关信号的尺度和红移依赖性。
2022-04-26 astro-ph.CO
Constraining the Baryon Abundance with the Kinematic Sunyaev-Zel'dovich Effect: Projected-Field Detection Using Planck, WMAP, and unWISE
运动学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应--宇宙微波背景（CMB）光子以非零视线速度散射自由电子的多普勒增强--是宇宙中重子分布的一个很好的探测器。在本文中，我们测量kSZ效应由于电离气体跟踪红外选择星系从\emph{unWISE}目录。我们采用“投影场”kSZ估计，这不需要光谱星系红移。为了抑制与星系相关联的非kSZ前景信号（例如，灰尘排放和热SZ），该估计器需要清洁CMB地图，我们从\emph{Planck}和\emph{WMAP}数据获得。使用一个新的“不对称”的估计，结合不同的前景清洁CMB地图，以最大限度地提高信噪比，我们测量的kSZ $^2$ -星系交叉功率谱的\emph{unWISE}星系目录，峰值平均红移$z \approx$ 0.6，1.1和1.5，平均晕质量$\sim 1$ - $5\times 10^{13}$ $h^{-1} M_{\odot}$，并在总包含超过5亿个星系的三个子样本。在边缘化CMB透镜贡献之后，我们测量三个子样本的kSZ信号$A_{\rm kSZ^2} = 0.42 \pm 0.31(stat.) \pm 0.14(sys.)$、$5.02 \pm 1.01(stat.) \pm 0.47(sys.)$和$8.23 \pm 3.23(stat.) \pm 1.60(sys.)$的幅度，其中$A_{\rm kSZ^2} = 1…
2021-07-16 astro-ph.CO
A Cross-Internal Linear Combination Approach to Probe the Secondary CMB Anisotropies: Kinematic Sunyaev-Zel{'}dovich Effect and CMB Lensing
提出交叉内线性组合方法，抑制CIB和tSZ污染，稳健测量kSZ功率谱和CMB透镜，并预测再电离约束，适用于SPT、SO和CMB-S4巡天。
2023-06-20 astro-ph.CO
Improved constraints on reionisation from CMB observations: A parameterisation of the kSZ effect
我们表明，在片状再电离的背景下，不可能通过谱振幅与全局参数（例如再电离中点）之间的简单标度关系来准确描述动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应的角功率谱。及其持续时间。我们引入了一个新的参数化的频谱，基于一个新的描述的功率谱的自由电子密度对比Pee（k，z）的再电离的全球历史和形态。我们直接与典型的电离气泡的大小在不同阶段的过程中，随后，在该补丁kSZ功率谱达到其最大值的角度尺度的频谱的功能。我们成功地校准了我们的结果在一组自定义的先进的辐射流体动力学模拟，后来发现我们的参数化是一个有效的描述广泛的其他模拟，因此，再电离物理。最后，只要已知全球再电离历史，两个参数就足以导出角功率谱。这样一个创新的框架应用于宇宙微波背景数据，并结合21厘米强度映射将允许第一次一致检测的振幅和形状的补丁kSZ信号，从而获得早期光源的物理。
2020-06-18 astro-ph.CO
Robustness of the pairwise kinematic Sunyaev-Zeldovich power spectrum shape as a cosmological gravity probe
我们从修正的引力（MG）星系/晕模拟星表中证明了成对运动学Sunyaev-Zeldovich（kSZ）功率谱$P_{\rm kSZ}$的形状对区分宇宙学尺度上的不同引力理论具有约束力.通过改变有效光学厚度$τ_{\rm T}$作为自由参数，我们验证了$P_{\rm kSZ}$线性理论中的$τ_{\rm T}$ - $f$（线性增长率）简并性被某些MG理论中的非线性结构增长和$f$的尺度依赖性所打破。等价地说，$P_{\rm kSZ}$的形状本身就可以用来在宇宙学尺度上约束MG理论。在充分了解星系密度偏差的基础上，我们验证了下一代CMB和星系光谱红移巡天的组合，例如BOSS+CMB-S4或DESI+CMB-S4，可以在$\sim5σ$水平上利用星系成对kSZ偶极子$P_{{\rm kSZ},\ell=1}$的形状，在$f_{R0}=10^{-4}$的情况下，区分$f(R)$模型和广义相对论模型。
2020-10-10 astro-ph.CO
Constraints on local primordial non-Gaussianity with 3d Velocity Reconstruction from the Kinetic Sunyaev-Zeldovich Effect
本研究首次利用动力学 Sunyaev-Zeldovich 效应结合 CMB 和星系数据实现大尺度速度场三维重建，探测到星系-速度交叉信号，并据此对局部原初非高斯性幅度进行了约束，为未来提升该参数的测量精度奠定了基础。
2024-11-18 astro-ph.CO gr-qc
Cluster mislocation in kinematic Sunyaev-Zel'dovich (kSZ) effect extraction
我们调查的各种分析假设，影响集群识别和位置上的kSZ成对动量信号和协方差估计的影响。从SDSS，WISE，和DECaLs，跨越红移$0.05<z<0.7$的光度和光谱星系示踪剂，被认为是结合从普朗克和WMAP的CMB数据。两个互补的技术，分析偏移建模和redMapPer最亮和中央目录样本的直接比较，我们发现，偏心的不确定性平均$0.4-0.7σ$的普朗克kSZ统计误差预算与刀切估计。我们还发现，刀切协方差估计是显着更保守的比CMB旋转方法。使用redMapPer数据，我们同时比较测光红移误差和偏心的影响。在距离$<\sim 50$ Mpc处，kSZ信号最大，偏心不确定性可以与JK误差相媲美，而光度红移较低，但仍然很重要。对于下一代CMB和LSS调查，统计和光度误差将显着缩小。我们的研究结果表明，通过使用星系代理的集群位置引入的不确定性将需要完全纳入，并积极减轻，为kSZ达到其作为宇宙学约束工具的暗能量和中微子物理的全部潜力。
2017-11-30 astro-ph.CO
The Atacama Cosmology Telescope: Reionization kSZ trispectrum methodology and limits
本文研究斑块状再电离产生的 kSZ 三谱探测难题，利用 CMB 透镜分析工具抑制噪声与前景污染，并结合 ACT DR6 与 Planck 数据给出比模拟预测高约 50 倍的上限。
2024-05-02 astro-ph.CO
Exploring KSZ velocity reconstruction with $N$-body simulations and the halo model
KSZ速度重建是最近提出的一种用于绘制宇宙最大尺度模的方法，它通过将二次估计量$\hat{v}_r$应用于小尺度CMB和星系表。我们在一个$N$体模拟流水线中实现了kSZ速度重建，并探索了它的性质。我们发现，重建噪声可以大于通常假设的解析预测。我们重新分析预测，并找到额外的噪声项解释的差异。新的条款是从一个六点晕模型计算，并类似于在CMB透镜的$N^{(1)}$和$N^{(3/2)}$偏见。我们实现了一个MCMC管道，估计$f_{NL}$从$N$体kSZ模拟，并表明它恢复无偏估计的$f_{NL}$，统计误差与Fisher矩阵预测一致。总的来说，这些结果证实，kSZ速度重建将是一个强大的宇宙学探测在不久的将来，但新的条款应包括在噪声功率谱。
2020-10-14 astro-ph.CO
Remote Dipole Field Reconstruction with Dusty Galaxies
动力学Sunyaev Zel'dovich（kSZ）效应，由来自自由电子的CMB光子的散射引起的宇宙微波背景（CMB）温度各向异性，形成小角尺度上CMB的主要黑体分量。未来的CMB实验的分辨率/灵敏度前沿将测量kSZ的影响具有很高的意义。通过与结构示踪剂的互相关，将有可能使用kSZ层析成像技术重建远程CMB偶极场（例如，在宇宙中不同位置观察到的CMB偶极）。本文利用宇宙红外背景（CIB）作为结构的示踪剂，导出了远场偶极场的二次估计。我们预测当前和下一代测量的CMB和CIB进行kSZ断层扫描的能力。重建的总信噪比对于当前数据集是阶单位的，并且对于未来数据集可以仅基于统计误差提高高达$10^3$的因子。基于CIB的重建与基于星系调查的远程偶极场重建高度相关，这可以用来改善CIB和重子分布的宇宙学参数和模型的约束。
2020-11-27 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Mitigating the optical depth degeneracy using the kinematic Sunyaev-Zel'dovich effect with CMB-S4
再电离时代是宇宙历史上的主要相变之一，并且是正在进行和即将进行的宇宙微波背景（CMB）实验的焦点，其对小尺度波动的灵敏度有所提高。再电离也代表了一个显着的污染物CMB导出的宇宙学参数约束，由于退化之间的汤姆逊散射光学深度，$τ$，和标量扰动的幅度，$A_s$。这种简并性随后阻碍了大尺度结构数据约束中微子质量总和的能力，这是21世纪20年代宇宙学的主要目标。在这项工作中，我们探讨了运动学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应作为再电离的探针，并表明它可以用来减轻光学深度简并与即将到来的CMB-S4实验的高灵敏度，高分辨率的数据。我们讨论了依赖于物理再电离模型参数的kSZ功率谱，以及经验再电离参数，即$τ$和再电离的持续时间，$Δz$。我们表明，通过结合kSZ两点函数和重建的kSZ四点函数，$τ$和$Δz$之间的退化可以被强烈地打破，产生两个参数的严格约束。我们预测的CMB-S4和普朗克数据的组合，包括前景和大气噪声的详细处理的$σ(τ) = 0.003$和$σ(Δz) = 0.25$。对$τ$的约束几乎与从大角度CMB偏振数据获得的宇宙方差极限相同。因此，kSZ效应不仅有望产生关于再电离时期的详细信息，而且还可以对中微子质量进行高精度的宇宙学约束。
2020-06-11 astro-ph.CO
Simulated reconstruction of the remote dipole field using the kinetic Sunyaev Zel'dovich effect
动力学Sunyaev Zel'dovich（kSZ）效应，即由体运动中的自由电子散射引起的宇宙微波背景（CMB）各向异性，是未来CMB实验的主要目标。对kSZ效应的测量有可能在最大尺度和最早的时间解决有关我们宇宙结构和演化的基本问题。这种潜力是解锁相结合的测量小规模的CMB各向异性与大尺度结构调查，一种技术被称为kSZ断层扫描。以前的工作建立了一个二次估计的远程偶极子场，CMB偶极子在宇宙中的不同位置观察。这些先前的工作并不包括引力透镜、红移空间扭曲或结构的非线性演化。在本文中，我们调查如何以及远程偶极场可以重建存在这样的影响，通过使用模拟数据从一套模拟。为了正确地模拟大尺度和小尺度，我们开发了一种新的盒中盒模拟管道，其中小尺度信息是从N体模拟中获得的，大尺度信息是通过使用线性理论发展场并将得到的修正添加到N体粒子数据中获得的。该管道允许我们创建包括透镜效应的主CMB的适当相关的映射，以及观察者过去光锥上的kSZ效应和密度映射。分析合奏模拟，我们发现，偶极场可以重建高保真度的角度尺度和红移箱的范围内，虽然有证据表明，从非线性结构的多余的权力。我们还分析了与主CMB的相关性，研究了KSZ断层扫描重建固有CMB偶极子的能力。我们的研究结果构成了一个证明的原则，kSZ断层扫描是一个有前途的技术，为未来的数据集。
2018-06-04 astro-ph.CO
Kinetic Sunyaev-Zel'dovich tomography with line-intensity mapping
动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应是一种次级宇宙微波背景（CMB）各向异性，它是由CMB光子与介入电子的散射引起的。通过与大尺度结构的示踪剂的互相关，kSZ效应可以用于重建三维径向速度场，这是一种称为kSZ层析成像的技术。我们探讨的CMB和线强度波动之间的互相关检索的晚时间kSZ信号在很宽的红移范围。我们专注于CII发射线，并预测的信噪比的kSZ断层扫描信号之间的红移$z=1-5$为即将到来的实验。我们表明，虽然目前正在建设的仪器可能达到一个低意义的检测kSZ断层扫描，下一代实验将实现更高的灵敏度，与检测意义的$\mathcal{O}(10^2-10^3)$。由于样本方差抵消，kSZ层析成像重建的速度场和强度波动之间的互相关可以改善测量%的尺度依赖的偏差贡献，从新的物理在大尺度上的功率谱。为了说明这一改进，我们考虑模型的早期宇宙，诱导原始本地型非高斯性和相关的补偿等曲率扰动。我们表明，与CMB-S4和AtLAST类调查，$f_{\rm NL}$和$A_{\rm CIP}$的不确定性可以减少一个因素的$\sim 3$，实现$σ(f_{\rm NL}) \lesssim 1$。我们进一步表明，探测低和高的红移是至关重要的，以打破两个参数之间的简并。
2020-11-16 astro-ph.CO
Constraining cosmological parameters using the pairwise kinematic Sunyaev-Zel'dovich effect with CMB-S4 and future galaxy cluster surveys
本研究预测 CMB-S4 实验能以 36σ 显著测量成对 kSZ 信号，结合星系团热 SZ 辐射数据，有效约束暗能量状态方程 w 和引力生长指数 γ，从而检验广义相对论的替代理论。
2024-09-27 astro-ph.CO
Direct shear $\times$ kSZ correlation: controlling baryons without modeling galaxies
University of Arizona（亚利桑那大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）；Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University（斯坦福大学卡弗里粒子天体物理与宇宙学研究所）
该研究提出一种无需建模星系-物质关联的方法，通过交叉关联kSZ模板与CMB温度，可高精度约束重子反馈对物质功率谱的抑制，有望解决弱引力透镜巡天的系统误差问题。
2026-08-03 astro-ph.CO
Towards detection of relativistic effects in galaxy number counts using kSZ Tomography
计划在不久的将来对宇宙微波背景进行高分辨率、低噪声观测，这将使基于再散射宇宙微波背景光子-次级宇宙微波背景的新宇宙学探测成为可能。与此同时，巨大的星系调查将绘制出可观测宇宙的巨大体积。使用动力学Sunyaev Zel'dovich（kSZ）层析成像技术，这些新的探测器可以结合起来重建远程偶极场，从我们宇宙中不同的有利位置观察到的CMB偶极。未来星系巡天的体积足够大，必须考虑到对观测到的星系分布的广义相对论修正。这些修正本身就是对引力的有趣探索，但也可能掩盖原始非高斯性的潜在特征。在本文中，我们证明了重建的远程偶极场和观测到的星系数计数之间的相关性原则上可以用来检测广义相对论修正。我们发现，忽略广义相对论修正导致一个$\mathcal{O}(1)$偏见的推断振幅的原始非高斯，$f_{\rm NL}$。此外，我们证明了重建的远程偶极场可以提供有用的约束力的各种偏置参数出现在星系数计数，并可以显着减轻对齐偏差的影响。
2019-04-22 astro-ph.CO
Prospects for ${\rm kSZ^2}$-${\rm 21cm^2}$ Cross-Correlations during Reionization
本文提出kSZ²×21cm²交叉关联统计量，证明在滤除21厘米数据中低k∥模式后信号仍非零，并预测SKA1-Low与CMB-S4可实现高显著性探测。
2025-03-12 astro-ph.CO
Looking for a twist: probing the cosmological gravitomagnetic effect via weak lensing-kSZ cross correlations
广义相对论预言，物质的旋转动量通量通过矢量重力磁（框架拖曳）场扭曲时空，这在宇宙学中尚未发现。该矢量场引起额外的引力透镜效应;同时，动量场引起动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应。这两种效应的共同起源使我们能够通过它们的互相关来探测重磁信号。在本文中，我们探索的可能性，检测重磁场的$Λ$ CDM通过互相关的弱透镜收敛场与CMB温度图，这是与kSZ信号的印记。这种方法使我们能够提取重力磁效应，因为标准牛顿贡献的弱透镜收敛场，$κ_Φ$，和kSZ效应之间的互相关预计将消失。我们研究了一套大体积的牛顿$N$体模拟和小体积，高分辨率，广义相对论对应的互相关。我们发现，不足的模拟分辨率可以引入显着的虚假之间的相关性$κ_Φ$和kSZ。从高分辨率的模拟结果中我们发现，如果只考虑宇宙方差的话，在$\ell\simeq5000$（$10^4$）处，对于透镜源红移$z_s=0.83$，kSZ重磁会聚场的累积信噪比（SNR）可以达到15（30）。我们对下一代透镜巡天如Euclid和LSST以及CMB实验如Simons Observatory和CMB-S4进行了预测，发现对于$z_s=1.4$，在$\ell\simeq5000$（$10^4$）处的累积信噪比可以超过5（9），表明如果能去除几个前景污染，宇宙学重磁效应是可以探测到的。
2022-01-24 astro-ph.CO
Constraining local non-Gaussianities with kSZ tomography
动力学Sunyaev Zel'dovich（kSZ）层析成像提供了一个强大的探测宇宙中物质的径向速度场。通过互相关一个高分辨率的CMB实验，如CMB S4和一个星系调查，如DESI或LSST，人们可以测量径向速度场与非常高的信号噪声在大体积的宇宙。在本文中，我们将展示如何使用这种测量来改善对本地类型的原始非高斯性的约束。速度场提供了大尺度上无偏物质扰动的测量，它可以与有偏的大尺度星系密度场互相关。这导致由于非零$f_{NL}$而导致的尺度依赖性偏差的测量的样本方差抵消。使用该方法，我们预测CMB S4和LSST组合达到灵敏度$σ_{f_{NL}} \sim 0.5$，其是单独使用LSST（没有内部样本方差消除）的灵敏度的三倍改进。我们考虑到关键的系统学，如光度红移，kSZ光学深度简并，影响星系自功率谱的形状和系统学，发现这些影响可以忽略不计，从而使kSZ层析成像原始非高斯性的强大探头。我们还预测了大规模装箱对我们的约束的影响。本文提出的技术可能是一个重要的组成部分，实现理论上重要的阈值$σ_{f_{NL}} \lesssim 1$与未来的调查。
2018-10-31 astro-ph.CO
Bias to CMB Lensing Reconstruction from Temperature Anisotropies due to Large-Scale Galaxy Motions
宇宙微波背景（CMB）的引力透镜被认为是正在进行和即将进行的CMB实验中最强大的宇宙学工具之一。在这项工作中，我们调查的偏见，CMB透镜重建温度各向异性由于运动学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）的效果，即，多普勒频移的CMB光子康普顿散射引起的运动电子。kSZ信号由于其自身固有的非高斯性及其与CMB透镜场（以及跟踪大尺度结构的其他场）的非零互相关而产生偏差。这种kSZ引起的偏差影响CMB透镜自功率谱及其与低红移示踪剂的互相关。此外，它不能通过多频前景分离技术去除，因为kSZ效应保留了CMB的黑体光谱。虽然在统计上可以忽略不计，目前的数据集，我们表明，这将是重要的，即将到来的调查，并没有考虑到它可能会导致大的偏见，在中微子质量或暗能量的属性的约束。对于第四阶段的CMB实验，当重建中使用的最高温度多极子为$\approx$时，与LSST星系透镜会聚图或星系过密度图的互相关偏差分别可达15%或12%，而当使用$\ell_{\rm max} = 3000$时，偏差约为一半。类似地，我们发现CMB透镜自功率谱可以有高达百分之几的偏差。这些偏差比预期的统计误差大很多倍。减小$\ell_{\rm max}$可以以降低整体透镜化重建信噪比为代价来显著减轻偏差。仅极化重建可能是最稳健的减缓策略。
2018-01-25 astro-ph.CO
Cosmology with the thermal-kinetic Sunyaev-Zel'dovich effect
热电离气体对宇宙微波背景（CMB）的康普顿散射产生一系列效应，其中最主要的效应是动力学效应和热效应。在不久的将来，CMB调查将提供超出领先订单效应的精度。在这项工作中，我们研究的宇宙信息内容的下一个订单项相结合的tSZ和kSZ的影响，以下称为热动力学Sunyaev Zel'dovich（tkSZ）的效果。由于tkSZ效应具有与kSZ效应相同的速度依赖性，因此它也将具有kSZ效应的许多有用特性。然而，它也有自己独特的光谱依赖性，这使得它能够与所有其他CMB信号隔离。我们表明，与目前设想的CMB任务的tkSZ效应可以被检测到，并可用于重建大规模的速度场，没有明显的偏见，无论是kSZ效应或其他河外前景。此外，由于相对论修正来自电离气体的压力，而不是kSZ效应中的气体数密度，因此由于不确定的气体物理引起的简并将显着降低。最后，对于非常低噪声的实验，tkSZ效应将以比kSZ更高的精度被测量。
2019-10-22 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Measuring patchy reionisation with kSZ$^2$-21 cm correlations
我们研究的动力学Sunyaev-Zel'dovich效应（KSZ）和21厘米信号在时代的再电离（EoR）的互相关，以衡量斑片状再电离的影响。由于kSZ效应与视线速度成比例，因此kSZ-21 cm互相关在小角度尺度下会受到抵消的影响。因此，我们专注于kSZ平方场（kSZ $^2$）和21 cm信号之间的相关性。当全局电离分数较低（$x_e\lesssim 0.7$）时，kSZ $^2$波动由罕见的电离气泡主导，这导致与21 cm信号的反相关。当$0.8\lesssim x_e<1$时，相关性由中性区域的小口袋主导，导致正相关性。然而，在非常高的红移时，当$x_e<0.15$时，自旋温度波动将相关性的符号从负变为正，因为在这种情况下，弱电离区域可以具有强的21 cm信号。为了提取这种相关性，我们发现，维纳滤波是有效的，从主CMB各向异性去除大信号。对即将到来的平方公里阵列数据进行$\sim$ 10小时积分的预期信噪比与当前一代CMB观测站的地图互相关，$μ$ K弧分噪声为3.4，100度$^2$波束为1.7弧分，对于$x_e=0.2$，信噪比分别为51、60和37，0.5和0.9。
2017-12-14 astro-ph.CO
On the peculiar momentum of baryons after Reionization
电离重子的特殊运动通过动力学Sunyaev-Zel'dovich效应（kSZ）在CMB中引入温度各向异性。本文给出了再电离过程中和再电离后宇宙中重子kSZ动量引入的温度各向异性角功率谱的全天计算。为了研究尚未发现的失踪重子的整体流，我们分别讨论了IGM中所有重子和位于星系团和星系团等坍缩结构中的重子的贡献。在第一种情况下，我们的方法提供了一个完整的，所有的天空计算的kSZ在二阶宇宙学扰动理论（也被称为Ostriker-Vishniac效应，OV）。OV的大部分功率是在再电离过程中产生的，虽然它在低红移时有一个不可忽略的尾巴，当大部分的kSZ特殊动量的晕（集群+组）人口出现。如果气体外晕与集群的理论预测，然后失踪的重子的整体流量的签名应恢复未来的CMB数据集的互相关分析与kSZ估计在星系团。对于ACT或SPT类型的CMB实验，高于$2\times 10^{14} h^{-1}M_{\odot}$的所有集群的所有天空kSZ估计应提供具有$\sim 10$的信噪比（S/N）的{ \it暗}流的检测，（S/N $\sim 2.5-5$用于2，000 - 10，000平方度）。利用大尺度结构调查数据改进kSZ估计值，应能使大量流动的理论预测与观测结果更深入地对抗。未来CMB和光学数据的结合应该能揭示附近迄今未被探测到的扩散重子的暗流。
2009-03-16 astro-ph.CO
Galaxy Clusters as mirrors of the distant Universe. Implications for the kSZ and ISW effects
众所周知，星系团中CMB光子的汤姆逊散射在CMB辐射场中引入了新的各向异性，但是很少注意到被散射离开视线的CMB光子的分数，导致散射时刻存在的CMB各向异性的轻微模糊。在这项工作中，我们研究了这种{ \it模糊}效应，并发现它对动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应的估计有不可忽略的影响：在理想（无噪声）实验中，它在20-40%的簇/组中引起10%的校正，在$\sim 5$ %的簇中引起100%的校正。我们探讨了使用这个模糊项探测宇宙中不同时期的CMB各向异性场的可能性。特别是，我们研究所需的精度，在去除的kSZ，使检测的模糊项$-τ_T δT / T_0$在星系团人口放置在不同的红移壳。通过在这些壳层中映射这个术语，我们将为宇宙演化后期的综合萨克斯沃尔夫效应（ISW）的增长提供一个断层扫描探针。我们发现，所需的精度的集群特有的速度去除是100 - 200公里秒$^{-1}$在红移范围0.2 - 0.8的顺序，假设所有的集群质量大于10 $^{14}$ h $^{-1}$ M $_{\odot}$是可观察的。这些错误是可比的总预期的线性视线速度分散的集群在WMAPV宇宙演化，并对应于大约900 - 1800 $τ_T μ$ K每个集群，包括所有类型的污染物和系统学的残留水平。如果达到了这个精度要求，那么就可以同时提供对内在宇宙学偶极子的独立约束。
2009-05-25 astro-ph.CO
Astrophysical constraints from future measurements of the kinetic Sunyaev-Zel'dovich power spectrum
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Institut d’Astrophysique Spatiale（空间天体物理研究所）；Observatoire de Paris（巴黎天文台）；PSL Research University（PSL研究大学）；Sorbonne Université（索邦大学）；Imperial College London（伦敦帝国学院）；IJCLab；IRAP（天体物理与行星研究所）；Université de Toulouse（图卢兹大学）
本研究利用kSZ功率谱分析重新电离时期星系性质，通过模拟训练集和神经网络回归，提供对电离逃逸分数等参数的约束，并独立测量CMB光学深度。
2025-11-27 astro-ph.CO
Constraints on massive neutrinos from the pairwise kinematic Sunyaev-Zel'dovich effect
我们提出的平均成对动量的集群，通过运动学Sunvaev-Zel'dovich（kSZ）效应观察到的，作为一种新的探测大质量中微子。我们发现，当前和即将进行的调查的kSZ测量将为大尺度结构的中微子质量总和提供补充约束，并将改进普朗克卫星对原始宇宙微波背景（CMB）和CMB透镜的测量。中央的限制是一个独特的规模依赖的kSZ中微子签名的平均成对的集群，我们不希望被反映在系统的影响，改变信号的整体幅度，如集群的光学深度的动量。假设一个最小的$Λ$ CDM宇宙学，包括具有Planck原始CMB先验的大质量中微子和保守的kSZ规范，我们预测了“阶段II”的中微子质量和的$68%$上限为$290$ meV，$220$ meV，$96$ meV（ACTPol + BOSS），“第三阶段”（高级ACTPol + BOSS）和“第四阶段”（CMB-S4 + DESI）调查分别与普朗克单独预测的540 meV相比。这些预测包括能够同时限制中微子质量总和和质量平均光学厚度的集群样本在每个红移箱。如果平均光学厚度的集群可以测量百分之几的准确性和下限的质量被假定，预计kSZ的约束进一步提高到$120$毫电子伏，$90$毫电子伏和$33$毫电子伏（第二，第三和第四阶段）。这些预测是一个保守的估计中微子的限制，使用互相关的弧分分辨率CMB测量和光谱星系调查。从这些调查中可以获得更多与中微子约束相关的信息，例如星系…
2014-12-02 astro-ph.CO
Testing LTB Void Models Without the Cosmic Microwave Background or Large Scale Structure: New Constraints from Galaxy Ages
我们提出了新的观测约束的非均匀模型的基础上的观测独立的CMB和大尺度结构。使用贝叶斯证据，我们发现非常有力的证据，均匀LCDM模型，从而不利于非均匀模型。我们的新约束是基于独立于微扰增长的量，并依赖于基于原子物理学和局部物质密度的宇宙钟。
2012-08-22 astro-ph.CO
The kinetic Sunyaev-Zel'dovich effect from the diffuse gas in the Local Group
由于星系本星系群（LG）相对于宇宙微波背景辐射（CMB）以整体速度运动，其气体晕中的自由电子通过动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应在CMB中留下了大尺度的非原始温度变化。通过模拟LG晕中气体的分布，并利用其相对于CMB的推断速度，我们计算出从扩散LG介质产生的kSZ信号。我们发现它是由一个热点$\sim 10^\circ$的大小在M31的方向，其中的自由电子的光学深度是最大的。通过相关分析，我们没有发现统计证据表明LG晕模型的kSZ信号嵌入到普朗克卫星测量的CMB温度图中。我们通过限制热点周围的kSZ温度漂移小于普朗克地图中观察到的温度漂移来限制LG晕中的质量。我们发现最严格的限制模型的晕质量是高度集中的，与质量限制在大约$2.5-5\times 10^{12}$ M $_\odot$，但要注意的是，这样高浓度的晕是罕见的。
2014-01-28 astro-ph.CO
The Kinematic Sunyaev-Zel'dovich Effect with Projected Fields II: prospects, challenges, and comparison with simulations
运动学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）信号是探测宇宙重子分布的有力工具。kSZ信号与积分的自由电子动量成比例，而不是与电子压力成比例（电子压力是热SZ信号的来源）。由于速度在大尺度上应该是无偏的，kSZ信号是大尺度电子分布的无偏示踪剂，因此可以用来检测逃避大多数观测技术的“丢失的重子”。虽然目前大多数kSZ提取方法依赖于非常准确的红移的可用性，我们重新审视的方法，即使在没有红移信息的情况下，个别对象允许测量。它涉及到互相关的平方适当过滤宇宙微波背景（CMB）温度图与投影密度图构建从样本的大尺度结构示踪剂。我们表明，这种方法将实现高信噪比时，应用到下一代的高分辨率CMB实验，提供的组件分离是足够有效地去除前景污染。仅考虑统计误差，我们预测，该估计可以产生$S/N \approx $ 3，120和超过150普朗克，先进的ACTPol，和假设的第四阶段CMB实验，分别与星系目录从WISE相结合，和大约20%的大$S/N$的星系目录从拟议的SPHEREx实验。这项工作作为一个伴侣文件的第一个kSZ测量用这种方法，在那里我们使用CMB温度图构建普朗克和WMAP数据，连同星系从WISE调查，获得3.8 - 4.5 $σ$检测kSZ $^2$振幅。
2016-05-09 astro-ph.CO
Second order cross-correlation between kSZ and 21 cm fluctuations from the EoR
对再电离时期中性氢21厘米谱线亮度温度起伏的测量有望成为揭示再电离过程的有力工具。我们研究了21厘米互相关与宇宙微波背景（CMB）温度各向异性，专注于斑片状再电离的影响。我们计算，到第二阶，角功率谱之间的互相关21厘米波动和CMB动力学Sunyaev-Zel 'dovich效应（kSZ）从EoR，使用分析再电离模型。我们发现，kSZ和21厘米的波动是反相关的尺度上对应的典型尺寸的电离泡在所观察到的红移的21厘米的波动。互相关的角功率谱的幅度取决于电离部分的波动。特别是，在高度不均匀的再电离模型中，振幅在$\ell \sim 3000$达到$100 μK^2$的量级。我们还表明，二阶项可能有助于区分再电离的历史。
2011-04-06 astro-ph.CO
Velocity Reconstruction from KSZ: Measuring $f_{NL}$ with ACT and DESILS
本研究首次利用测光星系巡天数据（DESILS）和ACT DR5数据实现了大尺度速度场三维重建，探测到11.7σ的星系场相关性，并给出了迄今基于kSZ速度分析最严格的局部型原初非高斯性限制（$f_{\ m NL}=-39^{+40}_{-33}$）。
2025-06-26 astro-ph.CO
Revisiting secondary CMB distortions due to kinetic Sunyaev-Zel'dovich effect from quasar bubbles before reionization
讨论了类星体周围电离泡在宇宙再电离前产生的动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应引起的次级宇宙微波背景（CMB）各向异性。气泡产生局部电离调制，其与大尺度结构线性整体流一起移动，并充当kSZ的源。我们改进了以前的这种效果的计算，使用晕模型为基础的类星体丰度的描述，并发现，kSZ失真功率谱，$C_\ell$，从气泡是次主导kSZ斑片状再电离驱动的星系。然而，两个$C_\ell$的形状非常不同，类星体泡$C_\ell$在$\ell \approx 500-700$处有一个峰值，而$C_\ell$由于不规则的再电离而在$\ell > 1000$处变平，因此在未来的调查中，如CMB-HD，使用$C_\ell$模板拟合将两者分开是合理的。接下来，我们研究单个类星体泡在宇宙微波背景带上的印记，并表明它可以在像CMB-HD这样的高分辨率、雄心勃勃的努力中被检测到。在CMB中探测到高红移的类星体泡将携带与在HI或Lyman- $α$中探测到的信息互补的信息，并且联合分析可以用来打破参数简并。
2023-03-30 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Kinematic Sunyaev-Zel'dovich Effect with Projected Fields: A Novel Probe of the Baryon Distribution with Planck, WMAP, and WISE Data
运动学的Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应--由于非零体速度的自由电子的康普顿散射而导致的宇宙微波背景（CMB）光子的多普勒增强--探测宇宙中重子的丰度和分布。迄今为止，所有kSZ测量都明确要求光谱红移。在这里，我们实现了一种新的估计kSZ -大规模结构互相关投影领域的基础上：它不需要红移估计个别对象，允许kSZ测量大规模成像调查。我们应用此估计清洁CMB温度图构建普朗克和威尔金森微波各向异性探测器数据和星系样本的宽视场红外巡天探测器（WISE）。我们测量的kSZ效应在3.8-4.5 $σ$的意义，这取决于使用额外的WISE星系偏置约束。我们验证，我们的测量是强大的可能的尘埃排放的WISE星系。假设标准的$Λ$ CDM宇宙学，我们直接约束$( {f_{b}}/{0.158} ) ( {f_{\rm free}}/{1.0} ) = 1.48 \pm 0.19$（仅统计误差）在红移$z \approx 0.4$，其中$f_{b}$是重子形式的物质的分数和$f_{\rm free}$是自由电子分数。这是迄今为止对这些参数报告的最严格的kSZ衍生约束。这里发现的$f_{b}$值与从原始CMB和大爆炸核合成分析中推断的值之间的一致性证实了重子近似地将暗物质分布追踪到$\sim$ Mpc尺度。虽然我们的投影场估计器在应用于当前数据集时已经与其他kSZ方法具有竞争力（因为我们能…
2016-08-01 astro-ph.CO
Discriminating Planck Reionisation Histories with the kSZ Effect
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS, Institut d’Astrophysique Spatiale（法国国家科学研究中心，空间天体物理学研究所）；Observatoire de Paris, PSL Research University, Sorbonne Université, CNRS, LUX（巴黎天文台，PSL研究大学，索邦大学，法国国家科学研究中心，LUX）；Institut du Développement et des Ressources en Informatique Scientifique (IDRIS)（科学计算资源开发研究所）；Inria Saclay-Île-de-France（INRIA 塞纳-圣但尼大区研究所）；Institut de Radioastronomie Millimétrique (IRAM)（毫米波射电天文学研究所）；IRAP, CNRS, Université de Toulouse, CNES, UT3-UPS（空间研究与天体物理学研究所，法国国家科学研究中心，图卢兹大学，法国国家太空研究中心）；IJCLab, Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3（IJCLab，巴黎萨克雷大学，法国国家科学研究中心/欧洲核子研究组织）
通过kSZ效应区分再电离历史，研究显示当前CMB观测不足以区分短和长再电离，但未来更高精度测量可实现区分。
2026-07-24 astro-ph.CO
Cosmology with kSZ: breaking the optical depth degeneracy with Fast Radio Bursts
小尺度宇宙微波背景（CMB）主要由运动学Sunyaev-Zeldovich（kSZ）效应的各向异性所控制，即将进行的实验将非常精确地测量它，但光学深度简并限制了可以提取的宇宙学信息。与此同时，快速射电暴（FRB）是天体物理学的一个令人兴奋的新前沿，但它们作为宇宙学探测器的有用性目前还不清楚。我们表明，FRB是唯一适合于打破kSZ光学深度简并。这为用kSZ效应约束宇宙学开辟了新的可能性，并为FRB开辟了新的宇宙学应用。
2019-11-14 astro-ph.CO
Measuring cosmic filament spin with the kinetic Sunyaev-Zel'dovich effect
星系际暗条的自旋已经通过模拟得到了预测，并得到了星系红移观测中红移空间暗条形状的初步证据的支持：通常，暗条在其轴的一侧发生红移，而在另一侧发生蓝移。在这里，我们调查是否灯丝自旋可以有一个可测量的动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）信号，从CMB光子被散射移动电离气体，这种纯速度信息是互补的灯丝红移空间形状。我们建议结合星系红移巡天和宇宙微波背景实验来测量kSZ偶极子。我们的S/N分析首先基于现有的灯丝目录，并结合普朗克数据。然后，我们调查的可探测性的kSZ偶极子使用DESI或SKA-2与下一阶段的CMB实验相结合。我们发现，气体晕的灯丝星系共同旋转的灯丝诱导一个更强的kSZ偶极子信号比从弥漫的对流气体，但这两个信号似乎太小，在近期的调查，如DESI+未来的CMB实验检测。但SKA-2与未来CMB实验的结合可以提供超过10个$σ$的检测。增益主要来自增加的面积重叠和增加的灯丝数量，但在未来的CMB实验中，低噪声和高分辨率对于捕获来自天空中小灯丝的信号也很重要。这些信号的成功探测将有助于发现大尺度结构中的重磁效应，并进一步加深我们对宇宙网中重子的认识。
2022-12-28 astro-ph.CO
Detection of pairwise kSZ effect with DESI galaxy clusters and Planck
我们报告的$5σ$检测成对运动的Sunyaev-Zel 'dovich（kSZ）效应，结合星系团在DESI成像调查和普朗克温度图。数据和分析方法的改进促进了检测。对于数据，我们采用了最近发布的星系群目录（Y20：\cite{yang2020extended}）与$\sim 10^6$鲁棒识别的群体，并构建各种星系团样本的kSZ测量。Y20星表还提供了晕质量的估算，这进一步改进了$\sim 10\%$对kSZ的测量。对于分析方法，我们通过极大似然分析得到了两两kSZ的最优估计。它还自洽地处理潜在的系统误差。基线星系团样本，包含$1.2\times 10^5$最丰富的星系团的典型质量~ $ 10^{14} M_{\odot}/h$在典型的红移$0.2$ - $0.5$，排除了零假设在$5σ$。当与来自模拟的成对kSZ模板拟合时，在$4.7σ$处检测信号，并且平均光学深度被约束为$\barτ_e=(1.66\pm 0.35)\times 10^{-4}$。我们进行各种内部检查，不同的集群选择标准，不同的天空覆盖和红移范围，不同的CMB地图，不同的过滤器大小，不同的处理潜在的系统和协方差矩阵。在各种聚类样本中，使用$2.5\leq $ S/N $\leq 5.6$和可接受的$χ^2_{\rm min}$一致检测到kSZ效应。S/N受到普朗克分辨率和photo-z精度的限制，因此可以通过DE…
2021-12-15 astro-ph.CO
Testing eternal inflation with the kinetic Sunyaev Zel'dovich effect
也许现代宇宙学中最有争议的观点是，我们的可观测宇宙包含在众多泡泡中的一个泡泡中，所有泡泡都居住在永恒膨胀的多元宇宙中。检验这一观点的少数方法之一是寻找其他气泡与我们自己的气泡碰撞留下的遗迹不均匀性的证据。这种遗迹的不均匀性导致了千兆秒差距尺度上的相干整体流。因此，气泡碰撞通过动力学Sunyaev Zel 'dovich（kSZ）效应在宇宙微波背景（CMB）中留下独特的印记，温度各向异性由扩散星系际介质中相干运动的自由电子的光子散射引起。由气泡碰撞产生的kSZ签名具有独特的方向依赖性，并与星系分布密切相关，因此可以将其与其他对CMB各向异性的贡献区分开来。kSZ特征的一个重要优点是它在角分角度尺度上达到峰值，其中进行检测的限制因素是仪器噪声和前景减法。这与主宇宙微波背景中的碰撞特征形成对比，主宇宙微波背景中的峰值角标度远大于一度，因此其探测受到宇宙变化的限制。在本文中，我们探讨了探测气泡碰撞留下的不均匀性的前景，使用kSZ效应。我们提供了一个预测使用CMB和星系调查之间的互相关检测，发现使用kSZ效应的可探测性可以与CMB温度和偏振数据的约束竞争。
2015-05-29 astro-ph.CO hep-th
