Accessing the Acceleration of the Universe with Sunyaev-Zel'dovich and X-ray Data from Galaxy Clusters
通过专门使用Sunyaev-Zel'dovich效应和来自红移范围为0.023< z < 0.784的25个星系团的X射线表面亮度数据，我们使用运动学描述来访问宇宙加速度。这样的结果完全独立于任何度量引力理论的有效性，充满宇宙的可能物质能量含量，以及SNe Ia哈勃图。
2011-03-14 astro-ph.CO gr-qc
Analytical Study on the Sunyaev-Zeldovich Effect for Clusters of Galaxies
从协变形式主义的Sunyaev-Zeldovich效应的热分布和非热分布，我们推导出的频率重新分布函数相同的赖特的方法，假设光子能量的小（在汤姆逊极限）。我们还推导出在汤姆逊极限的协变形式主义的再分配函数。我们证明了两个再分配函数在汤姆逊极限下是数学等价的，这对宇宙微波背景光子能量是完全有效的。我们还将把形式主义扩展到运动学的Sunyaev-Zeldovich效应。利用本文的形式主义，我们将澄清运动学Sunyaev-Zeldovich效应的高阶项中存在的差异的情况。
2009-05-28 astro-ph.CO
Intermittence of the Map of Kinetic Sunyaev-Zel'dovich Effect and Turbulence of IGM
我们调查的可能性检测的IGM的湍流状态与动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应。kSZ效应对IGM动量场的无辐散分量敏感，可用于探测湍流IGM的涡度。在协调$Λ$ CDM宇宙中进行宇宙学流体动力学模拟，发现二维kSZ映射的结构函数具有强的双折射性，间歇指数遵循类似于充分发展湍流的She-Leveque标度公式的规律.我们还发现在热Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）效应的映射中，不稳定性很弱。尽管如此，kSZ和tSZ效应的叠加仍然具有显著的不稳定性。我们的结论是，IGM的湍流行为可以通过观察角尺度等于或小于0.5弧分，对应于多极参数$l\geq 2 \times10^4$的SZ效应来揭示。
2011-05-06 astro-ph.CO
Cosmology from the kinetic polarized Sunyaev Zel'dovich effect
在大尺度结构中，散射自由电子的宇宙微波背景（CMB）光子诱导线性极化模式，该模式与在电子静止坐标系中观察到的远程CMB温度四极成比例。相关的黑体偏振各向异性被称为偏振Sunyaev Zel'dovich（pSZ）效应。相对论修正远程四极场引起的非黑体极化各向异性的平方成比例的横向特有的速度场，这是动力极化的Sunyaev Zel'dovich（kpSZ）的效果。在本文中，我们预测未来的CMB和星系调查，以检测kpSZ效应的能力，发现一个统计上显着的检测是在计划的实验范围内。我们进一步介绍了一个二次估计的平方的奇特的速度场的基础上的星系调查和CMB偏振。最后，我们概述了kpSZ效应是如何探测宇宙双折射和原始非高斯性的，预测了未来实验的范围。
2022-10-11 astro-ph.CO
Joint analysis of X-ray and Sunyaev Zel'dovich observations of galaxy clusters using an analytic model of the intra-cluster medium
我们使用一个描述星系团气体性质的分析模型对X射线和Sunyaev Zel'dovich（SZ）效应数据进行联合分析。联合分析允许测量星系团气体质量分数分布和哈勃常数独立的宇宙学参数。弱宇宙学先验被用来计算的气体质量分数报告内的过密度半径。这样的分析可以提供直接的约束团簇气体的质量分数随红移的演变。利用Chandra X射线天文台和Sunyaev-Zel'dovich天文台阵的高信噪比观测数据，对Abell 2631和Abell 2204两个星系团的模型和联合分析进行了验证。
2012-02-11 astro-ph.CO
Dark energy imprints on the kinematic Sunyaev-Zel'dovich signal
我们研究了暗能量对动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）角功率谱的影响，发现kSZ信号对暗能量参数敏感.例如，在$w=-1$附近将常数$w$改变20%，会导致kSZ光谱上的$\gtrsim10\%$变化;将由$w_a$参数化的暗能量动力学改变$\pm0.5$，预计kSZ光谱上会有30%的变化。我们讨论了观测方面，并开发了一个拟合公式的kSZ功率谱。最后，我们讨论了如何精确建模的后再电离信号将有助于约束斑片状再电离信号，这是至关重要的测量再电离的持续时间。
2014-07-08 astro-ph.CO
Teaching neural networks to generate Fast Sunyaev Zel'dovich Maps
热的Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）效应和运动学的Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应跟踪热宇宙中电子压力和动量的分布。这些观测值依赖于丰富的多尺度物理学，因此，模拟地图应该理想地基于捕获重子反馈效应的计算，例如冷却，恒星形成和其他复杂过程。在本文中，我们使用U-Net架构训练深度卷积神经网络，以~ 100 kpc分辨率从暗物质的三维分布映射到电子密度，动量和压力。这些网络是在TNG 300卷和来自IllustrisTNG项目的一组集群放大模拟的组合上训练的。神经网络能够比最先进的半分析模型更准确地再现模拟的功率谱、单点概率分布函数、双谱和互相关系数。我们的方法提供了一条路线，以捕获丰富的完整的宇宙学流体动力学模拟的星系形成与分析计算的速度。
2020-07-14 astro-ph.CO
A Measurement of Arcminute Anisotropy in the Cosmic Microwave Background with the Sunyaev-Zel'dovich Array
我们提出了30 GHz的角功率谱的宇宙微波背景（CMB）的测量与Sunyaev-Zel'dovich阵列获得。的测量是敏感的角分角尺度，其中二次各向异性从Sunyaev-Zel'dovich效应（SZE）预计占主导地位。对于以多极4066为中心的宽面元，我们发现67+77-50 uK ^2，其中26+/-5 uK^2是来自原始CMB各向异性的预期贡献，80+/-54 uK^2是来自未探测到的射电源的预期贡献。这些结果意味着在我们的地图中，次级贡献对各向异性的上限为155 uK^2（95%CL）。这种SZE各向异性功率的水平与基于最近对物质功率谱的归一化的确定的预期一致，即，σ_8 ~0.8。
2010-09-03 astro-ph.CO
The Sunyaev-Zel'dovich effect due to hyper-starburst galaxy winds
我们构造了一个简单的球形爆炸波模型来估计超星暴星系周围星系际介质的压力结构，并认为与恒星形成星系风相互作用的影响在早期可能近似于一个膨胀的自相似“气泡”，如Weaver等人（1977）和Ostriker & McKee（1988）所描述的。这个模型被用来对冲击气泡等离子体中的热Sunyaev-Zel'dovich效应进行观测预测。辐射冷却损失进行了探讨，它被发现，韧致辐射将限制时代的绝热膨胀到$10^7$- $10^8$年：相当于总超星爆寿命。首次Sunyaev-Zel'dovich探测星系风气泡使用阿塔卡马大型毫米阵列的前景进行检查，一些活跃的超恒星暴来源的文献。
2010-11-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Study on the Solutions of the Sunyaev-Zeldovich Effect for Clusters of Galaxies
基于前一篇文章中得到的光子分布函数的速率方程，我们研究了Sunyaev-Zeldovich效应的三种不同表示形式的形式解。通过扩展的形式的解决方案在运营商表示的权力的衍生运营商和电子速度，我们得到一个正式的解决方案，这是等效的福克-普朗克展开近似。我们目前的形式主义的运动Sunyaev-Zeldovich效应。研究了频率重分布函数的性质。我们发现运动学的Sunyaev-Zeldovich效应可用与电子压力有关的再分配函数来描述。我们还解决了速率方程数值。我们得到了精确的数值解，其中包括光深度的幂的全阶项。
2009-05-28 astro-ph.CO
Analytical Study on the Sunyaev-Zeldovich Effect for Clusters of Galaxies. II. comparison of covariant formalisms
我们研究了一个协变的形式主义的Sunyaev-Zeldovich效应在以前的论文中开发的作者，并推导出解析表达式的再分配功能的汤姆逊近似。我们还探讨了另一个协变形式主义最近开发的Poutanen和Vurm。我们证明了这两种形式在汤姆逊近似下是数学等价的，汤姆逊近似对宇宙微波背景光子能量是完全有效的。这一发现将为分析星系团的Sunyaev-Zeldovich效应奠定理论基础。
2010-10-23 astro-ph.CO
The Cosmological Trajectories Method: Modelling cosmic structure formation in the non-linear regime
我们介绍了一种新的方法，宇宙轨迹方法（CTM），在宇宙中的非线性结构的形成模型，通过扩大引力诱导的粒子轨道周围的泽尔多维奇近似。本文提出了一种新的Beyond Zel'dovich近似，它将CTM扩展到引力相互作用的主导二阶，并考虑了后玻恩引力散射。在Beyond Zel'dovich近似下，我们得到了物质聚集功率谱的精确表达式。这是根据前导订单计算的，并可在CTM MOTORY中获得。我们将Beyond Zel'dovich近似的功率谱和关联函数与单圈标准微扰理论（SPT）、单圈拉格朗日微扰理论（LPT）和卷积拉格朗日微扰理论（CLPT）等方法进行了比较。我们发现，超越Zel'dovich近似功率谱表现良好，匹配模拟到$\pm{10}\%$内，在轻度非线性尺度，并在红移以上$z=1$它优于Zel'dovich近似。我们还发现，超越Zel'dovich近似模型的BAO峰的关联函数在$z=0$更准确地，在$\pm{5}\%$的模拟，比Zel'dovich近似，SPT 1-loop和CLPT。
2021-02-02 astro-ph.CO
Trajectories of point particles in cosmology and the Zel'dovich approximation
利用格林函数方法，我们比较了经典哈密顿点粒子在膨胀时空中的运动轨迹和Zel'dovich近似下的有效惯性运动轨迹。它表明，有效的引力势加速粒子相对于Zel'dovich轨迹完全消失最初的连续性方程的结果，并只在一个短的，早期的时期。格林函数方法提出了一个迭代方案，以改善泽尔多维奇轨迹，这可以解析求解。我们明确地构建这些轨迹，并展示他们如何插值之间的Zel'dovich和确切的轨迹。作用在改进轨迹上的有效重力势在后期比作用在精确轨迹上的势小得多。所得结果对拉格朗日微扰理论和数值模拟有一定的参考价值。
2014-11-04 astro-ph.CO gr-qc physics.class-ph
Nonlinear Behavior of Baryon Acoustic Oscillations from the Zel'dovich Approximation Using a Non-Fourier Perturbation Approach
重子声学振荡是限制宇宙中暗能量性质的一种很好的方法。为了准确描述暗能量状态方程，我们必须了解非线性和红移空间畸变对声峰位置和形状的影响。在本文中，我们考虑这些影响使用Zel'dovich近似和一种新的方法，二阶微扰理论。Zel'dovich功率谱的二阶项由线性功率谱与傅立叶空间中的多项式核的卷积构建，这表明Zel'dovich相关函数的对应项可以被写为通过线性功率谱的简单球面贝塞尔变换表示的更广泛类别的关联函数的二次乘积之和。我们展示了如何系统地执行这样的计算。我们明确地证明了我们的结果是Zel'dovich功率谱的傅里叶变换，并将我们的表达式与数值模拟进行比较。最后，我们强调了在组态空间中写非线性展开的优点，因为这种计算很容易扩展到红移空间，并且高阶项在数学上比它们的傅立叶对应项更简单。
2012-04-10 astro-ph.CO
Halo Pressure Profile through the Skew Cross-Power Spectrum of Sunyaev-Zel'dovich Effect and CMB Lensing in $\textit{Planck}$
利用HFI仪器的频率图和Sunyaev-Zel'dovich（SZ）分量图，测量了$\textit{Planck}$的宇宙微波背景（CMB）偏态功率谱。二比一的偏斜功率谱测量了CMB透镜效应和热SZ效应之间的互相关。我们还直接测量相同的互相关使用$\textit{Planck}$ CMB透镜映射和SZ映射，并将其与来自偏斜功率谱的互相关进行比较。利用偏度功率谱对SZ功率谱和CMB透镜-SZ互功率谱进行了模型拟合，以约束暗物质晕的气压分布。的气体压力分布进行比较，现有的测量文献中，包括直接估计的基础上堆叠的SZ集群在$\textit{Planck}$。
2017-07-07 astro-ph.CO
Modelling the correlation between the thermal Sunyaev Zel'dovich effect and the cosmic infrared background
我们展示了如何从星系团的热Sunyaev Zel'dovich效应（tSZ）和宇宙红外背景（CIB）源的尘埃排放之间的相关性，可以计算在晕模型框架。使用最近的tSZ和CIB模型，我们发现，在150 GHz的tSZ × CIB的互相关的大小约为20%。在e 11 =3000时，角功率谱对总角功率谱的贡献为-2 μK^2量级，然而，这个值的不确定性是2 ~ 3倍，主要是因为CIB源模型的不确定性。我们预计该分量的巨大不确定性会降低运动学Sunyaev Zel'dovich效应（kSZ）的上限，因为在当前宇宙微波背景任务探测的频率范围内，tSZ x CIB和kSZ的频率依赖性相似。我们还发现，tSZ x CIB的相关程度是更高的毫米x亚毫米光谱比毫米x毫米，因为更多的亚毫米CIB起源于较低的红移（z<2），其中大多数tSZ集群被发现。
2012-11-08 astro-ph.CO
IDCS J1426.5+3508: Sunyaev-Zel'dovich Measurement of a Massive IR-selected Cluster at z=1.75
我们报告的31 GHz CARMA观测IDCS J1426.5+3508，红外选择星系团在z = 1.75。在这个星系团中探测到了一个Sunyaev-Zel'dovich递减，表明M200的总质量为（4.3 +/- 1.1）x 10^{14} Msun，与X射线质量约为5 x 10^{14} Msun相一致。IDCS J1426.5+3508是迄今为止通过Sunyaev-Zel'dovich效应探测到的最遥远的星系团，也是迄今为止发现的质量最大的z >= 1.4星系团。尽管在8.82 deg^2 IRAC远距离星团巡天中发现IDCS J1426.5+3508的概率只有1%，但考虑到现有大型巡天的区域，它在LCDM中并不是完全出乎意料的。然而，IDCS J1426.5+3508是迄今为止发现的最稀有、最极端的星团之一，而且确实是所有红移中已知最大质量星团的进化先驱。我们讨论了如何迫在眉睫，高度敏感的Sunyaev Zel 'dovich实验将补充红外技术的统计研究中最大的星系团在z > 1.5宇宙，包括潜在的前体IDCS J1426.5+3508的形成。
2012-05-16 astro-ph.CO
Spectral imaging of X-COP galaxy clusters with the Sunyaev-Zel'dovich effect
Sunyaev-Zel'dovich效应是研究星系团外围的理想探测器。为了映射这个信号，我们应用光谱成像技术，结合参数分量分离和稀疏表示。我们的程序是现有算法的改进版本，该算法现在具有更好地处理天体物理污染物的功能，并实现了一种新的光束反卷积。我们使用最新的频率图提供的\textsl{Planck}，我们认为集群分析的\textsl{XMM}集群郊区项目（X-COP）。特别是，我们专注于两个集群的图像，这可能是与相邻的对象，即A2029和RXCJ 1825相互作用。我们还强调了新的光束反卷积方法的优点，通过与原始版本的成像算法的比较。
2019-11-08 astro-ph.CO
On the better constraints from the South Pole Telescope Sunyaev-Zel'dovich galaxy clusters survey: a FoM evaluation for the equation of state of Dark Energy
在Benson等人最近的一篇文章中，2011年，作者展示了南极望远镜（SPT）Sunyaev Zel'dovich（SZ）星团巡天的最新测量结果，以更好地约束一些宇宙学参数。特别是，作者发现，添加SPT集群数据显着改善了对暗能量w状态方程的约束，超出了使用CMB，超新星，BAO和哈勃常数测量时发现的约束。本文的主要目的是通过计算在68%和95%置信区间Ω_m和w图上的品质因数（FoM），进一步定量估计上述较好的约束条件。这允许更好地评估和更好地比较宇宙学约束的不断改进，使用新的不同的宇宙学探测器和不同的调查。
2012-01-03 astro-ph.CO
Anisotropic thermal Sunyaev-Zel'dovich effect and the possibility of an independent measurement of the CMB dipole, quadrupole and octupole
本文研究了各向异性辐射对Sunyaev-Zel'dovich（SZ）团簇的康普顿散射引起的宇宙微波背景（CMB）频谱畸变的影响。我们推导出修正的热SZ效应由于多极$\ell=1,2,3$的各向异性的CMB辐射的存在。我们发现，这种效果给我们一个机会，在我们的位置使用附近的星系团的扭曲信号的CMB偶极，四极和八极角各向异性的独立评估和区分萨克斯-沃尔夫（SW）和综合萨克斯-沃尔夫（ISW）的影响，通过结合这些信号从遥远和附近的集群。未来的太空任务“毫米波”将具有前所未有的灵敏度，这将使我们有可能观察到我们正在考虑的光谱失真。
2019-02-21 astro-ph.CO
Imaging Simulations of the Sunyaev-Zel'dovich Effect for ALMA
我们提出了成像模拟的Sunyaev-Zel'dovich效应的星系团的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA），包括阿塔卡马紧凑阵列（ACA）。在其最紧凑的配置在90千兆赫，ALMA将解决集群内介质的有效角分辨率为5角秒。它将提供一个独特的冲击波阵面和相对论性电子在集群合并过程中产生的高红移，这是很难空间解决目前和不久的将来的X射线探测器。单独使用12 m阵列的图像重建质量较差，但通过添加ACA显着改善;除非伴随至少相等持续时间的ACA观察，否则基于热噪声的12 m阵列的预期灵敏度对于Sunyaev-Zel'dovich效应映射无效。100 GHz以上的观测由于波束尺寸较窄和系统温度较高而变得过于耗时。另一方面，一旦将来实现频带1，预计观测效率将得到显著提高。
2012-06-30 astro-ph.CO
Measurement of the thermal Sunyaev-Zel'dovich effect around cosmic voids
我们堆叠地图的热Sunyaev-Zel'dovich效应所产生的普朗克合作的中心周围的宇宙空洞的星系分布的重子振荡光谱调查的CMASS样本中定义的，缩放的无效有效半径。我们报告了在$3.4σ$水平上首次检测到相关的互相关：相对于宇宙平均值，空洞是欠压的。我们比较了测量的康普顿- $y$轮廓周围的空隙与模型的基础上的空间调制的晕丰度与环境密度。检测到的信号的幅度略低于由总幅度$α_v=0.67\pm0.2$预测的幅度。我们讨论了可能的解释，这种测量模型的不确定性，在低质量的晕，或非本地加热机制的超压。
2017-09-05 astro-ph.CO
Model-Independent Limits on the Line-of-Sight Depth of Clusters of Galaxies Using X-ray and Sunyaev-Zel'dovich Data
我们推导出了星系团中热等离子体最小视线范围的独立于模型的表达式。唯一的输入是1-5 keV X射线表面亮度和来自Sunyaev-Zel'dovich（SZ）数据的康普顿化。不需要关于平衡或几何的先验假设。当X射线发射材料的温度在0.3千电子伏和20千电子伏之间，金属丰度在0到两倍太阳能之间时，该方法适用--几乎所有的簇内等离子体都满足这些条件。使用这种方法，联合APEX-SZ和钱德拉X射线天文台对子弹星团的数据产生了400 +/- 56千秒差距的主要组成部分的半压深度的下限，限制它至少是球形的，如果不是雪茄形的主要沿视线。
2011-06-11 astro-ph.CO
A new approach to obtaining cluster mass from Sunyaev--Zel'dovich Effect observations
星系团总质量的准确测定是它们作为宇宙学探测器的关键。最近，Sunyaev-Zel 'dovich效应（SZE）已被用于寻找星系团的调查，但X射线或透镜跟踪观测，或通过测量确定SZE通量和总质量之间的比例关系，已被要求估计它们的质量。在这里，我们展示了一种新的方法，从SZE观测质量测定，适用于在没有X射线或透镜数据。这种方法依赖于维里关系和一组最小的假设，遵循类似于恒星结构的方法。通过利用维里关系，我们隐含地纳入了一个额外的约束，从热力学中不使用的流体静力平衡方程推导。这使我们能够将集群的总质量直接与强有力的确定量，综合SZE通量。
2011-10-09 astro-ph.CO
Analytical studies on the Sunyaev Zeldovich effect in the cluster of galaxies for three Lorentz frames
我们研究星系团的Sunyaev-Zeldovich效应。在三个洛伦兹坐标系中研究了CMB光子分布函数的Boltzmann方程。阐明了SZ效应在不同Lorentz坐标系中的相互关系。我们推导出光子再分布函数的解析表达式。这些公式不仅适用于标准热分布，而且也适用于非热电子分布。我们证明了玻尔兹曼方程的福克-普朗克展开式可以用原Kompaneets方程的扩散算子的幂级数展开。
2013-06-13 astro-ph.CO
Galaxy Cluster Pressure Profiles as Determined by Sunyaev Zel'dovich Effect Observations with MUSTANG and Bolocam I: Joint Analysis Technique
我们提出了一种技术来约束星系团的压力分布的联合拟合Sunyaev-Zel'dovich效应（SZE）数据获得的MUSTANG和Bolocam的集群Abell 1835和MACS 0647。Bolocam和Mustang探测不同的角度尺度，因此具有高度互补性。我们发现，除了高分辨率MUSTANG数据可以改善相对于那些来自单独从Bolocam的压力剖面参数的约束。在Abell 1835和MACS 0647中，当$α$和$β$分别被约束为0.86和4.67时，我们分别找到了$γ= 0.36_{-0.21}^{+0.33}$和$γ= 0.38_{-0.25}^{+0.20}$的gNFW内斜率。拟合的SZE压力分布与X射线导出的压力分布吻合得很好。
2015-04-10 astro-ph.CO
Is the Harrison-Zel'dovich spectrum coming back? ACT preference for $n_s \sim 1$ and its discordance with Planck
阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT）的数据发布4显示与哈里森-泽尔多维奇原始光谱（$n_s=1.009 \pm 0.015$）一致，引入了一个具有$99.3\%$ CL意义的张力，与普朗克卫星的结果一致。标量谱指数值的差异既不随大尺度结构信息的增加而减轻，也不随低多极极化数据而减轻。我们讨论了可能的途径，以减轻依赖于无论是忽略极化测量ACT或在扩展不同部门的理论的紧张局势。
2023-03-11 astro-ph.CO
Measurement of the $T_{\rm CMB}$ evolution from the Sunyaev-Zel'dovich effect
在标准热宇宙学模型中，宇宙微波背景辐射（CMB）的黑体温度$T_{\rm CMB}$随红移线性增加。在整个视线范围内，CMB光子与热的（$\sim10^{7-8}$ K）相互作用，并扩散来自星系团的电子气体。这种相互作用导致众所周知的热Sunyaev-Zel'dovich效应（tSZ），其产生黑体发射定律的失真，取决于$T_{\rm CMB}$。使用来自${\it Planck}$卫星的tSZ数据，可以将$T_{\rm CMB}$限制在z=1以下。针对$T_{\rm CMB}$的红移依赖性，我们用$β=0.009\pm0.017$得到了$T_{\rm CMB}(z)=(2.726\pm0.001)\times (1+z)^{1-β}$ K，改进了以前的约束条件.结合对分子种类选择的测量，我们导出了$β=0.006\pm0.013$。这些约束与标准（即绝热，$β=0$）大爆炸模型一致。
2013-12-10 astro-ph.CO
Sunyaev Zel'dovich Effect Observations of Strong Lensing Galaxy Clusters: Probing the Over-Concentration Problem
利用Sunyaev Zel 'dovich（SZ）阵列测量了10个强透镜选择星系团的SZ效应。SZA对几弧分空间尺度上的结构敏感，而强透镜质量建模将质量限制在小尺度（通常< 30”）。将两者结合起来提供了关于强透镜团的投影浓度的信息。我们测量的爱因斯坦半径是预期的两倍大，从SZ标度关系推断的质量。蒙特卡罗模拟表明，从预期分布中随机抽取的样本在约3%的时间内具有比观察到的集群更大的中值爱因斯坦半径。在以前的研究中，已经注意到了这种隐含的过度集中，这些研究使用的是较小的透镜群样本。对于这个样本来说，它仍然存在，但需要注意的是，这可能是由于系统效应造成的，例如如果强透镜星系团的气体比例大大低于预期。
2010-11-29 astro-ph.CO
Galaxy Cluster Science with the Sunyaev-Zel'dovich Effect
通过星系团在宇宙微波背景上的Sunyaev-Zel'dovich（SZ）印记来研究星系团具有许多重要的优势。总SZ信号是一个准确和精确的示踪剂的总压力在集群内的介质和集群质量，关键的观察使用集群作为宇宙学探针。利用SKA-MID对下一代X射线望远镜（如e-ROSITA和Euclid）进行的聚类调查的波段5观测将提供利用这些样本所需的可靠质量估计。这对于高红移系统尤其重要，因为SZ对红移的独特独立性。此外，星系团本身就是非常有趣的天体物理系统，SKA出色的表面亮度灵敏度可低至小角度尺度，这将使我们能够探索星系团内部介质的详细气体物理学。
2014-12-18 astro-ph.CO
Stokes parameters spectral distortions due to the Sunyaev-Zel'dovich effect and an independent estimation of the CMB low multipoles
考虑了各向异性宇宙微波背景（CMB）辐射对星系团的康普顿散射（Sunyaev-Zel' dovich效应，SZ）引起的Stokes参数频谱畸变。我们挑出一种非常特殊的扭曲类型，并找到简单的分析公式。我们表明，这种失真有一个非常独特的光谱形状，可以从其他种类的污染物分离。我们证明，这种效果给我们一个机会，独立估计的低多极角CMB各向异性，如偶极，四极和八极。我们还表明，使用扭曲的信号从附近和遥远的集群，可以区分萨克斯-沃尔夫和综合萨克斯-沃尔夫效应。通过高角分辨率和高灵敏度的空间任务，如即将进行的毫米波空间观测实验，可以探测到这种畸变。
2020-06-28 astro-ph.CO
Temperature measurements with the relativistic Sunyaev-Zel'dovich effect
本文研究相对论性苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应对星系团温度测量的影响，指出忽略温度依赖会偏差 Compton-y 估计，并提出利用该效应独立于X射线测量星系团内介质温度的新方法，同时给出 Planck 观测结果与未来 ALMA 类望远镜的测量前景。
2024-04-08 astro-ph.CO
Combined analysis of galaxy cluster number count, thermal Sunyaev-Zel'dovich power spectrum, and bispectrum
Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应是宇宙结构演化的强有力的探测器，因此对宇宙学参数$σ_8$和$Ω_m$高度敏感，尽管它的能力受到当前星系团质量校准不确定性的阻碍。在这项分析中，我们重新审视这些宇宙学参数的约束，以及流体静力学质量的偏差，通过执行（一）一个强大的估计的tSZ功率谱，（二）一个完整的建模和分析的tSZ双谱，和（iii）一个综合分析的星系团数计数，tSZ功率谱，和tSZ双谱。从该分析中，我们导出最终约束$σ_8 = 0.79 \pm 0.02$、$Ω_{\rm m} = 0.29 \pm 0.02$和$(1-b) = 0.71 \pm 0.07$。与数值模拟和基于弱透镜效应的估计相比，这些结果有利于流体静力学质量偏差的高值。此外，他们是一致的，与以前的tSZ分析，CMB派生的宇宙学参数，和辅助估计的流体静力学质量偏差。
2017-01-31 astro-ph.CO
Amplitudes of thermal and kinetic Sunyaev-Zel'dovich signals from small-scale CMB anisotropies
弧分尺度的宇宙微波背景（CMB）各向异性是由于次级效应，点源占主导地位的总各向异性功率谱。在高频率下，点源主要是以尘埃的形式，恒星形成的星系。Herschel和Planck最近测量了由尘埃、恒星形成星系产生的宇宙红外背景（CIB）的各向异性功率谱，从度到亚弧分角标度，包括这些星系在3000到6000多极的非线性成团，与CMB次级各向异性研究有关。我们将CIB角功率谱缩放到CMB频率，并解释WMAP-7年和角分规模的阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT）和南极望远镜（SPT）的组合功率谱测量，以限制Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应。允许的CIB集群振幅变化，我们限制在150 GHz的热和动力学SZ功率谱的振幅。
2012-02-29 astro-ph.CO
Validating dark energy models using polarised Sunyaev-Zel'dovich effect with large-angle CMB temperature and E-mode polarization anisotropies
本文提出利用全天CMB温度和E模偏振各向异性的低多极矩与星系团视角的CMB四极矩相关性，结合偏振Sunyaev-Zel'dovich效应层析成像来约束暗能量本质，蒙特卡洛模拟显示可将暗能量状态方程参数约束改善约17%。
2023-01-31 astro-ph.CO
N-point Statistics of Large-Scale Structure in the Zel'dovich Approximation
受相关文献结果的启发，本文给出了实红移空间和角红移空间中物质n点函数在Zel'dovich近似（ZA）下的一个简单解析表达式。我们给出了二维红移空间关联函数的数值结果，以及实空间三点函数的等边组态。我们将其与树级结果进行比较。我们的分析是很容易扩展到包括拉格朗日偏差，以及高阶微扰校正的ZA。这些结果对于线性区域中的大尺度结构的模拟探测特别有用，例如重子声学振荡。我们免费提供本文中使用的数字代码。
2013-11-25 astro-ph.CO
Linear kinetic Sunyaev-Zel'dovich effect and void models for acceleration
最近，人们对宇宙学模型产生了相当大的兴趣，在这些模型中，当前的视加速是由于一个非常大的局部欠密度或空隙，而不是某种形式的暗能量。在这里，我们研究了一个新的建议，以约束这样的模型使用线性动力学Sunyaev Zel 'dovich（KSZ）的效果，由于结构内的空隙。以前研究的简化的“哈勃气泡”模型似乎预测了比实际观察到的更多的kSZ功率，独立于这些模型中的初始条件和扰动演化的细节。我们表明，kSZ效应的约束力大大减弱（虽然仍然令人印象深刻）下的问题完全相对论处理，并指出几个理论上的模糊性和观测的缺点，进一步限定的结果。尽管如此，我们得出结论，一个非常大的类的空隙模型被排除的kSZ和其他方法的组合。
2011-08-02 astro-ph.CO
CMB Isotropy Anomalies and the Local Kinetic Sunyaev-Zel'dovich Effect
几个异常已经确定，这可能意味着一个崩溃的统计各向同性的宇宙微波背景（CMB）。特别是，四极和八极的异常排列和半球形功率不对称的重要性随着数据的改善而增加。已经有几次尝试来解释这些观测，探索早期宇宙中的各向同性破裂机制，但很少有人注意到这些异常在局部宇宙中起源的可能性。我们探索这样一个机制，考虑动力学Sunyaev-Zel'dovich效应由于与银河系相关的气体晕。考虑到几个物理模型的各向异性自由电子光学深度的贡献这样的晕，我们发现，相关的屏蔽映射的原始各向异性有必要的取向，影响异常统计非常显着，但只有当柱密度的自由电子在晕中至少是一个数量级高于目前的观测结果。
2010-02-03 astro-ph.CO
Reconstruction of the remote dipole and quadrupole fields from the kinetic Sunyaev Zel'dovich and polarized Sunyaev Zel'dovich effects
动力学Sunyaev Zel'dovich（kSZ）效应和极化Sunyaev Zel'dovich（pSZ）效应是再电离后宇宙结构中CMB光子散射引起的温度和极化各向异性。在kSZ效应的情况下，光学深度中的小角尺度各向异性受到宇宙微波背景（CMB）偶极场的调制，即在每个时空点处观察到的CMB偶极，其来源于原始偶极，特别是局部特有速度。在pSZ效应的情况下，类似的小规模的各向异性调制的CMB四极场，它接收标量和张量模式的贡献。统计各向异性的相互关联的CMB温度和极化与示踪剂的不均匀分布的电子提供了一种手段，隔离和重建的偶极和四极场。在本文中，我们提出了一套无偏最小方差二次估计的重建的偶极和四极场，并预测未来的CMB实验和大尺度结构调查进行这种重建的能力。与以前的工作相一致，我们发现，高保真度重建的偶极和四极场在各种尺度上确实是可能的，并证明原始张量模式的pSZ效应的敏感性。使用主成分分析，我们估计有多少独立的模式可以访问这样的重建。我们还评论了几个第一次应用程序的偶极和四极场的检测，包括重建的原始贡献，我们当地观察到的CMB偶极，一个测试的统计均匀性在大尺度上的第一模式的四极场，和重建技术的原始潜在的最大规模。
2018-10-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Constraints from a 31 GHz Sky Survey with the Sunyaev-Zel'dovich Array
本文介绍了在31 GHz频率下利用Sunyaev- Zel'dovich效应对星系团进行6.1平方度巡天的结果。从2005年末到2007年中期，Sunyaev-Zel'dovich阵列（SZA）观测到了四个大约1.5平方度的磁场。其中一个区域显示出明显的弥漫性银河辐射的证据，因此我们将我们的分析限制在剩下的4.4平方度。我们使用模拟星系团的模拟观测来估计巡天的星系团可探测性;并确定，在中等红移（z ~ 0.8）时，巡天完成了50%，极限质量（M200 ρ平均值）为~ 6.0 x 10^14 M_{solar}，质量极限在更高的红移处降低。我们没有检测到显著性大于图中RMS噪声水平5倍的星系团，并将σ_8（8h^-1 Mpc尺度上的质量密度波动幅度）的上限设为0.84 + 0.07（95%置信度），其中不确定性反映了校准和系统效应。这一结果与其他集群调查和CMB各向异性实验的估计是一致的。
2010-12-07 astro-ph.CO
Cluster formation and the Sunyaev-Zel'dovich power spectrum in modified gravity: the case of a phenomenologically extended DGP model
我们研究了修正引力对星系团丰度和Sunyaev-Zel'dovich角功率谱的影响。我们的修正引力是基于Dvali-Gabadadze-Porrati模型的唯象扩展，其中包括两个自由参数表征偏离Lambda-CDM宇宙学。假设Birkhoff定理给出了一个合理的近似，我们研究了结构形成的球形坍缩模型，并表明，虽然增长函数在一定程度上的变化，修改后的重力引起坍缩时的线密度对比没有显着变化。生长功能在所谓的正常分支中得到增强，而在“自加速”分支中受到抑制。在正常分支中计算Sunyaev-Zel'dovich角功率谱，与Lambda-CDM情况相比，其被放大。这使我们能够使用小尺度CMB观测数据对修改后的重力模型的参数施加观测约束。
2009-05-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Joint reconstruction of galaxy clusters from gravitational lensing and thermal gas. II. Inversion of the thermal Sunyaev-Zel'dovich effect
本文继续一系列，我们打算展示如何所有观测的星系团可以结合起来，恢复二维的，投影引力势的个别集群。我们的目标是开发一个非参数算法，联合集群重建考虑到所有集群可观的。本文从康普顿-y参数与牛顿引力势的关系出发，假定流体静力平衡和团内气体的多方分层。我们展示了如何Richardson-Lucy反卷积可以用来转换由于热Sunyaev-Zel 'dovich效应的CMB的强度变化到二维引力势的估计。用ALMA望远镜的特性模拟的合成数据表明，在红移0.2时，质量为5 × 10^14 Msun/h的星系团的二维势是可能的，星系团中心与半径r < 0.9 Mpc/h的误差< 5%.
2013-04-24 astro-ph.CO
The Zeldovich approximation
今年是雅科夫·泽尔多维奇诞辰100周年。在他的许多遗产中，泽尔多维奇近似的大尺度结构的增长，这仍然是最成功和最有见地的结构形成的分析模型之一。我们使用Zel'dovich近似计算物质和有偏示踪剂的两点函数，并与N体模拟和其他拉格朗日微扰理论的结果进行比较。我们表明，拉格朗日微扰理论收敛良好，Zel'dovich近似提供了一个很好的拟合N体的结果，除了四极矩的晕关联函数。我们扩展到第三阶晕偏置的计算，并考虑非本地偏置方案，其中没有删除的差异。我们认为，一部分的差异归因于一个不正确的预测晕间速度相关性。我们使用Zel'dovich近似计算的高斯流模型的成分，并表明，这种混合方法提供了一个很好的适合在红移空间中的晕聚类到数十Mpc的尺度。
2014-12-06 astro-ph.CO
A high-frequency study of the Sunyaev-Zel'dovich effect morphology in galaxy clusters
对Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应的高频高分辨率成像是研究并合星系团大气复杂结构的重要技术。这种观测对电子光谱的细节很敏感。我们发现，在345 GHz，600 GHz和857 GHz的观测模拟星系团的SZ强度图的形态是显着不同的，因为SZ相对论修正。这些差异可以通过高分辨率成像仪器来揭示。我们计算相对论修正的SZ强度地图的模拟，大规模的，合并的星系团和大规模的，合并的集群1 E0657 -558（子弹团）和阿贝尔2219。SZ强度图的形态是显着不同的345 GHz和857 GHz之间的每个合并集群。我们表明，高分辨率的成像观测的SZ强度图在这些频率，可与LABOCA和HERSCHEL-SPIRE仪器，允许充分利用预测SZ形态效应的天体物理相关性。
2011-05-21 astro-ph.CO
Further Sunyaev-Zel'dovich observations of two Planck ERCSC clusters with the Arcminute Microkelvin Imager
我们目前的后续观测的两个星系团通过Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应盲目检测，并在普朗克早期发布紧凑源目录。我们使用Arcminute Microkelvin成像仪，一种双阵列14-18 GHz无线电干涉仪。在扣除射电源后，我们发现SZ向PLCKESZ G121.11+57.01方向的积分通量密度减小了-1.08+/-0.10mJy，并改进了星团的位置测量，发现中心为RA 125936.4，Dec +600446.8，精度达到20角秒。PLCKESZ G115.71+17.52区域包含强扩展发射，因此我们无法通过SZ效应确认该簇的存在。
2011-03-29 astro-ph.CO
Constraints on cosmology beyond $Λ$CDM with kinetic Sunyaev Zel'dovich velocity reconstruction
本文利用 Planck 和 unWISE 数据通过动力学 Sunyaev Zel'dovich 速度重建，对超越 ΛCDM 的多种宇宙学情景给出约束，包括排除 Gpc 尺度空洞、限制本征偶极、排除物质-辐射等曲率解释，并约束原初非高斯性和补偿等曲率扰动幅度。
2024-08-09 astro-ph.CO
Cross-correlation between thermal Sunyaev-Zeldovich effect and the integrated Sachs-Wolfe effect
积分Sachs-Wolfe效应引起的宇宙微波背景温度的大角度起伏和热Sunyaev-Zeldovich（tSZ）效应引起的Compton-y畸变都是由于视线密度扰动引起的。在这里，我们计算这两个信号之间的互相关。这种互相关的测量可以用来测试的红移分布的tSZ失真，这对红移的天体物理过程中的集群开始运作的影响。我们还评估了一个yT交叉相关的可探测性从异国情调的早期宇宙源中存在的这种晚的时间效应。
2016-09-19 astro-ph.CO
Reconstructing the Thermal Sunyaev-Zel'dovich Effect in 3D
热Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）效应测量自由电子的热压力的视线投影，并且缺乏任何红移信息。通过将tSZ效应与外部宇宙学示踪剂交叉关联，我们可以恢复这些丢失信息的很大一部分。弱透镜（WL）被认为提供了对暗宇宙的无偏探测，许多WL调查的天空覆盖范围与tSZ调查重叠。推广的层析成像方法，我们主张使用的球面傅里叶-贝塞尔（sFB）展开进行分析的预测（2D）tSZ康普顿$y$参数地图和3D弱透镜收敛地图之间的互相关。我们使用红移相关的线性偏置和晕模型作为工具，研究三维tSZ-WL互相关。我们在计算中使用Press-Schechter（PS）和Sheth-Tormen（ST）质量函数，发现结果对详细的建模非常敏感。我们提供了详细的分析调查与光度和光谱红移。由径向波数和切向波数$(k;\ell)$定义的各个3D模式的互谱$\mathcal{C}_{\ell} (k)$的信噪比（S/N）保持与单位相当，但低于单位，尽管预期最佳分箱将改善这一点。提出的结果可以推广到分析其他CMB二次谐波，如动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应。
2014-06-10 astro-ph.CO
Accurate predictions from small boxes: variance suppression via the Zel'dovich approximation
模拟已成为对星系调查中测量的可观测数据进行精确建模的不可或缺的工具，但如果需要非常大的动态范围，则可能非常昂贵。我们描述了如何结合拉格朗日微扰理论模型与N体模拟，以减少有限的计算量的影响，在控制变量的上下文中的模拟合奏平均性能的预测。特别是，我们使用的事实，泽尔多维奇位移，计算在初始条件生成的任何模拟，强烈相关的最终密度场。由于可以针对这些位移以任意精度计算有偏示踪剂的所有相关器，因此将Zel'dovich'模拟'与N体实现配对可以将功率谱或关联函数估计的样本方差减少一百倍。Zel'dovich控制变量可以精确地扩展物质或示踪剂场仿真器到比以前可能的更大的尺度，以及改进固有地限于小体积的模拟中的统计测量，例如星系形成和再电离的流体动力学模拟。
2022-09-10 astro-ph.CO astro-ph.IM
Cross-correlation of the thermal Sunyaev-Zel'dovich effect and weak gravitational lensing: Planck and Subaru Hyper Suprime-Cam first-year data
热Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）效应和弱引力透镜（WL）的互相关分析为团内介质的宇宙学和天体物理学提供了强有力的探索。我们提出了测量的互相关的tSZ和WL从普朗克和斯巴鲁Hyper-Suprime凸轮。这种结合使我们能够在高红移下研究星系团天体物理。我们使用的tSZ-WL互相关和tSZ自功率谱测量放置一个严格的约束的流体静力学质量偏差，这是一个衡量的程度，非热的压力支持星系团。利用普朗克对宇宙微波背景辐射各向异性分析得出的宇宙学参数的先验知识，并考虑到tSZ自功率谱和tSZ与WL互相关的前景贡献，估计流体静力学质量偏差为$26.9^{+8.9}_{-4.4} \%$（$68\%$ C.L.），这与最近通过质量校准技术进行的测量一致。
2020-01-13 astro-ph.CO
Analytical studies on the Sunyaev-Zeldovich effect in the cluster of galaxies for three Lorentz frames II: single integral formula
我们研究星系团的Sunyaev-Zeldovich效应。在三个洛伦兹坐标系下研究了宇宙微波背景光子分布函数的玻尔兹曼方程。我们扩展了以前的工作，并推导出解析表达式的光子频率上的积分光子再分布函数。我们还推导了幂级数展开近似的解析表达式。将这两个公式结合起来，为观测资料的分析提供了一个简单而准确的工具。这些公式既适用于标准热分布，也适用于非热电子分布。玻尔兹曼方程被简化为电子速度的单一积分形式。
2014-04-25 astro-ph.CO
Precision cosmology with a combination of wide and deep Sunyaev-Zeldovich cluster surveys
我们展示了Sunyaev-Zel'dovich聚类调查的婚礼蛋糕设计的优势。我们表明，通过划分成一个广泛的和深入的调查集群调查，基本上可以恢复宇宙学的信息，将被稀释在一个单一的调查相同的持续时间，由于在我们的集群物理的理解的不确定性。深度和广度调查的参数简并方向略有不同，将它们结合起来可以有效地打破这些简并。具有数千个集群的可变深度调查在约束宇宙学参数方面与具有更大集群样本的单一深度调查一样有效。
2010-08-18 astro-ph.CO
Super-sample covariance of the thermal Sunyaev-Zel'dovich effect
热Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）效应是宇宙学的一个强有力的探测器。tSZ功率谱测量中的统计误差主要是由调查体积中存在的大规模集群所决定的，这些集群很容易在单个集群的基础上进行识别。首先，我们研究了超样本协方差（SSC）对tSZ功率谱测量的影响，发现样本方差主要是由测量体中大质量团簇的泊松数波动引起的连通非高斯（cNG）协方差所决定的.第二，我们发现，从分析中去除这种单独检测到的大规模集群显着降低了cNG的贡献，从而导致SSC成为样本方差的主要来源。然后，我们表明，Fisher分析的基础上，从剩余的扩散tSZ效应测量的功率谱可以用来获得严格的约束宇宙学参数以及流体静力学质量偏置参数。我们的方法提供了补充使用个人tSZ集群计数和扩散tSZ信号的宇宙学和集群内气体物理的功率谱测量。
2021-02-02 astro-ph.CO
Statistical Properties of Thermal Sunyaev-Zel'dovich Maps
在高角频率下，在主功率谱的阻尼尾部之外，对宇宙微波背景（CMB）温度起伏的功率谱的主要贡献是热Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）效应。我们调查各种重要的统计性质的Sunyaev Zel 'dovich地图，使用动机良好的模型，暗物质聚类构建统计描述的tSZ效应的所有订单，使我们能够确定整个概率分布函数（PDF）。任何通用的确定性偏置方案可以纳入我们的分析和投影，偏置和底层的密度分布的影响，可以单独和透明地分析在这种方法。我们引入的累积量分解器作为工具来分析tSZ目录，并将它们与相应的统计描述符的基本密度分布。统计的热点在频率清洁tSZ地图也开发了一个自洽的方式，以任意顺序，以获得互补的结果，发现使用晕模型。我们还考虑了不同的光束尺寸，以检查PDF可以从各种观测配置中提取的程度。形式主义提出了两个具体的模型为基础的物质聚类：（1）层次分析;（2）对数正态分布。我们发现这两个模型是在非常好的协议与模拟结果，虽然对数正态模型具有优势的层次模型。
2012-11-21 astro-ph.CO
