Astrophysics with the Spatially and Spectrally Resolved Sunyaev-Zeldovich Effects: A Millimetre/Submillimetre Probe of the Warm and Hot Universe

被引:164
作者
Mroczkowski, Tony [1 ]
Nagai, Daisuke [2 ,3 ]
Basu, Kaustuv [4 ]
Chluba, Jens [5 ]
Sayers, Jack [6 ]
Adam, Remi [7 ]
Churazov, Eugene [8 ,9 ]
Crites, Abigail [10 ]
Di Mascolo, Luca [8 ]
Eckert, Dominique [11 ]
Macias-Perez, Juan [12 ]
Mayet, Frederic [12 ]
Perotto, Laurence [12 ]
Pointecouteau, Etienne [13 ]
Romero, Charles [14 ]
Ruppin, Florian [12 ,15 ]
Scannapieco, Evan [16 ]
ZuHone, John [17 ]
机构
[1] ESO, Karl Schwarzschild Str 2, D-85748 Garching, Germany
[2] Yale Univ, Dept Phys, POB 208101, New Haven, CT USA
[3] Yale Ctr Astron & Astrophys, POB 208101, New Haven, CT USA
[4] Univ Bonn, Argelander Inst Astron, Hugel 71, D-53121 Bonn, Germany
[5] Univ Manchester, Sch Phys & Astron, Jodrell Bank Ctr Astrophys, Manchester M13 9PL, Lancs, England
[6] CALTECH, Div Phys, Pasadena, CA 91125 USA
[7] LLR, Ave Chasles, F-91120 Palaiseau, France
[8] Max Planck Inst Astrophys, Karl Schwarzschild Str 1, D-85748 Garching, Germany
[9] Space Res Inst, Profsoyuznaya 84-32, Moscow 117997, Russia
[10] CALTECH, Dept Phys, 1216 Calif Blvd, Pasadena, CA 91125 USA
[11] Univ Geneva, Dept Astron, Ch Ecogia 16, CH-1290 Versoix, Switzerland
[12] Univ Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, LPSC,IN2P3, 53 Av Martyrs, F-38000 Grenoble, France
[13] Univ Toulouse, CNRS, CNES, IRAP,UPS, Toulouse, France
[14] Univ Penn, 209 South 33rd St, Philadelphia, PA 19104 USA
[15] MIT, Kavli Inst Astrophys & Space Res, 77 Massachusetts Ave, Cambridge, MA 02139 USA
[16] Arizona State Univ, Sch Earth & Space Explorat, POB 876004, Tempe, AZ 85287 USA
[17] Smithsonian Astrophys Observ, 60 Garden St,MS-03, Cambridge, MA 02138 USA
基金
美国国家科学基金会;
关键词
Sunyaev-Zeldovich effect; Clusters of galaxies; Intra-cluster medium; Millimetre and submillimetre-wave astronomy; Cosmology; MICROWAVE BACKGROUND-RADIATION; ACTIVE GALACTIC NUCLEI; X-RAY-CLUSTER; INVERSE COMPTON-SCATTERING; HIGH ANGULAR RESOLUTION; COSMIC DISTANCE SCALE; GALAXY CLUSTERS; RELATIVISTIC CORRECTIONS; AGN FEEDBACK; INTRACLUSTER MEDIUM;
D O I
10.1007/s11214-019-0581-2
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
In recent years, observations of the Sunyaev-Zeldovich (SZ) effect have had significant cosmological implications and have begun to serve as a powerful and independent probe of the warm and hot gas that pervades the Universe. As a few pioneering studies have already shown, SZ observations both complement X-ray observationsthe traditional tool for studying the intra-cluster mediumand bring unique capabilities for probing astrophysical processes at high redshifts and out to the low-density regions in the outskirts of galaxy clusters. Advances in SZ observations have largely been driven by developments in centimetre-, millimetre-, and submillimetre-wave instrumentation on ground-based facilities, with notable exceptions including results from the Planck satellite. Here we review the utility of the thermal, kinematic, relativistic, non-thermal, and polarised SZ effects for studies of galaxy clusters and other large scale structures, incorporating the many advances over the past two decades that have impacted SZ theory, simulations, and observations. We also discuss observational results, techniques, and challenges, and aim to give an overview and perspective on emerging opportunities, with the goal of highlighting some of the exciting new directions in this field.
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