联合分析 Planck 与 BICEP2 B 模并包含尘埃偏振不确定性

我们使用一个包含 CMB 透镜效应、引力波和偏振尘埃的模型分析了 BICEP2 和 Planck 数据。Planck 尘埃偏振图凸显了在低强度区域估计尘埃偏振的困难，表明偏振分数存在相当大的不确定性，且可能显著高于先前的预测。在本文中，我们首先除了假设尘埃偏振功率谱形状为 $C_{l}^{BB} \propto l^{-2.42}$ 外，不对尘埃偏振做任何其他假设。由此得到的 BICEP2+Planck 联合分析倾向于无引力波的解，张量 - 标量比的上限为 $r<0.11$，相较于仅 Planck 分析给出的 $r<0.13$（95% 置信水平）略有改善。估计的尘埃偏振功率谱振幅与基于 BICEP2 天区的 HI 柱密度和 353 GHz Planck 偏振测量对该天区的预期一致。在我们的分析中包含后者的约束可将上限进一步改善至 $r < 0.09$，从而对暴胀模型施加强约束（例如，以 99.5% 的置信度排除了 $r>0.14$ 的模型）。我们将 BICEP2 在 150 GHz 与 BICEP1 在 100 GHz 的互相关分析作为前景污染的一种检验。我们发现，相对于无尘埃假设，$r=0$ 的尘埃和透镜零假设给出的 $\Delta \chi^2<2$，因此频率分析并未强烈支持任一模型优于另一模型。我们还讨论了更精确的尘埃偏振图如何改善我们的约束。如果尘埃偏振被完美测量，上限可达 $r<0.05$，但如果尘埃校准误差达到 20% 或更大，或者尘埃图未通过 BICEP2 流程处理从而引入采样方差噪声，这一改善会迅速退化至几乎无效。（摘要略）