中山大学郑逸团队利用DESI星系群数据和Planck微波背景天图在傅立叶空间中对运动学SZ效应进行探测

       运动学Sunyaev-Zel'dovish（kinetic SZ, kSZ）效应是指宇宙微波背景光子被自由电子整体运动散射而导致的次级宇宙微波背景温度扰动。该效应可被用于测量宇宙中的气体分布和再电离历史，适用于寻找“缺失的重子”；还可被用于探测宇宙本动速度场，研究宇宙中的基础物理问题，如哥白尼原理、暗物质暗能量性质、中微子质量等等。

       然而，kSZ信号比原初宇宙微波背景的温度涨落低两个数量级。为获得更高信噪比，团队首先利用DESI巡天的大样本星系群数据来追踪大质量暗晕，在高精度的Planck微波背景天图上确定高kSZ信号的位置；然后在傅里叶空间内测量星系团的成对kSZ功率谱（图1左）；之后利用星系团的密度功率谱量化星系群偏袒因子和测光红移误差的影响；最后从测量到的kSZ功率谱中提取星系群样本的的自由电子光深信号¯τ。团队对不同质量阈值的星系群样本都测量了kSZ信号，从而研究暗晕质量与kSZ信号和自由电子光深的关系（图1右）。最高的kSZ测量信噪比达到5.2。

       在未来，团队计划利用中国空间站望远镜（China Space Station Telescope，简称CSST）所获得的星系巡天数据来追踪更多大质量的暗晕，并结合下一代精度更高的宇宙微波背景巡天数据来测量kSZ信号，从而研究宇宙中重子的分布和限制宇宙学模型。

图1 左：成对kSZ功率谱测量（带误差棒数据点）及与理论模型（实线）的比对。右：暗晕质量同自由电子光深的关系

     论文：黎绍宏，郑逸，et al. Detection of Pairwise Kinetic Sunyaev-Zel'dovich Effect with DESI Galaxy Groups and Planck in Fourier Space. The Astrophysical Journal Supplement Series 271. doi:10.3847/1538-4365/ad1bd8