The Atacama Cosmology Telescope: Modeling the Gas Thermodynamics in BOSS CMASS galaxies from Kinematic and Thermal Sunyaev-Zeldovich Measurements

تأثيرات Sunyaev-Zeldovich الحرارية والحركية (tSZ، kSZ) تحقق من خصائص الحرارة لوسائط المجموعات والمجموعات الشعاعية (CGM و ICM) للمجرات، والمجموعات، والمجموعات، لأنها معقولة على النحو المتوازي، على التوالي، للضغط الإلكتروني المكدس والحركة على طول المسار. نقدم قيودا على خصائص الحرارة للغاز CMASS في مسح باريون الصوتي التفاعلي (BOSS) باستخدام قياسات جديدة لإشارات kSZ و tSZ التي تم الحصول عليها في ورقة رفيقة. من خلال دمج قياسات kSZ و tSZ، نحصل على ضمان ضمن نموذجنا للإشعاع الطاقة $ epsilon M_star c ^ 2 $، حيث $ M_star $ هو الكتلة النجمية، ليكون $ epsilon = (40pm9) times10 ^ {-6} $، ومعدل الضغط الغير حراري الملف الشخصي ليكون $ alpha_ {rm Nth} <0.2 $ (2 $ sigma $)، مما يشير إلى أن أقل من 20٪ من الضغط الكلي داخل النصف قطر الفيريال يسبب بمكون غير حراري. نحن نقدر تأثيرات تضمين الباريونات في تحليل تعارض الضوء الضعيف للمجرات باستخدام الملف الشخصي الأفضل الذي تم الحصول عليه من قياس kSZ. يقلل تقديرنا فارق النموذج النظري الأصلي وتعارض الضوء الضعيف للمجرات الذي تم الحصول عليه في arXiv: 1611.08606 بنصف، ولكن لا يقوم بإعادة توحيدها كليا. مقارنة قياسات kSZ و tSZ مع المحاكاة الكونية، نجد أنها تحت التنبؤ بالضغط الشعاعي وبشكل أقل في الكثافة الشعاعية في الأقطار الأكبر. يشير هذا إلى أن الطاقة التي تم إشعاعها من خلال نماذج الانقاذ في المحاكاة التي تم مقارنتها ضدها لا تحرق الغاز بشكل كاف في هذه الأقطار. لا نجد خلافا كبيرا في الأقطار الأصغر. هذه القياسات توفر اختبارات جديدة للمحاكاة الحالية والمستقبلية. يوضح هذا العمل قوة التوصيل المشترك، kSZ و tSZ الإشارات العالية النسبة للإشارة للصوت، على أساس التي ستحسن الدراسات التعارضية المستقبلية.

The thermal and kinematic Sunyaev-Zeldovich effects (tSZ, kSZ) probe the thermodynamic properties of the circumgalactic and intracluster medium (CGM and ICM) of galaxies, groups, and clusters, since they are proportional, respectively, to the integrated electron pressure and momentum along the line-of-sight. We present constraints on the gas thermodynamics of CMASS galaxies in the Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) using new measurements of the kSZ and tSZ signals obtained in a companion paper. Combining kSZ and tSZ measurements, we measure within our model the amplitude of energy injection $epsilon M_star c^2$, where $M_star$ is the stellar mass, to be $epsilon=(40pm9)times10^{-6}$, and the amplitude of the non-thermal pressure profile to be $alpha_{rm Nth}<0.2$ (2$sigma$), indicating that less than 20% of the total pressure within the virial radius is due to a non-thermal component. We estimate the effects of including baryons in the modeling of weak-lensing galaxy cross-correlation measurements using the best fit density profile from the kSZ measurement. Our estimate reduces the difference between the original theoretical model and the weak-lensing galaxy cross-correlation measurements in arXiv:1611.08606 by half, but does not fully reconcile it. Comparing the kSZ and tSZ measurements to cosmological simulations, we find that they under predict the CGM pressure and to a lesser extent the CGM density at larger radii. This suggests that the energy injected via feedback models in the simulations that we compared against does not sufficiently heat the gas at these radii. We do not find significant disagreement at smaller radii. These measurements provide novel tests of current and future simulations. This work demonstrates the power of joint, high signal-to-noise kSZ and tSZ observations, upon which future cross-correlation studies will improve.