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用于 CMB B 模搜寻的基于功率谱的最小矩展开方法

宇宙学与河外天体物理 2021-05-26 v1

摘要

极化前景的表征与建模已成为寻找原初 BB 模的关键问题。通常的处理方法是分解并参数化前景的光谱特性及其尺度依赖性(即假设前景光谱在各处均可由天空平均值良好描述)。由于现实中前景特性在银河系中随位置变化,该假设导致模型的不准确性,并在最终宇宙学参数(此处为张量-标量比 rr)中表现为偏差。这对于覆盖天空较大区域(如 Simons Observatory (SO))的巡天尤为相关,其光谱应在参数值分布上进行建模。在此,我们提出一种基于现有“矩展开”方法的方法,在基于功率谱的分析中解决此问题,可直接应用于地基多频数据。此外,该方法仅使用一小组具有简单物理解释的参数,将前景不确定性对最终 BB 模限制的影响降至最低。我们利用类 SO 的模拟观测验证了该方法,以标准偏差 σ(r)0.003\sigma(r)\simeq0.003 恢复了无偏的张量-标量比 rr 估计,与官方预测一致。将该方法应用于公开 BICEP2/Keck 数据时,我们得到上限 r<0.06r<0.0695%C.L.95\%\,{\rm C.L.}),与 BICEP2/Keck 通过尺度无关频率去相关参数刻画光谱指数变化所得结果一致。我们还讨论了基于功率谱的矩展开与 CMB 透镜分析中所用方法的形式相似性。

关键词

引用

@article{arxiv.2011.11575,
  title  = {A minimal power-spectrum-based moment expansion for CMB B-mode searches},
  author = {S. Azzoni and M. H. Abitbol and D. Alonso and A. Gough and N. Katayama and T. Matsumura},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2011.11575},
  year   = {2021}
}