微波天空同步辐射谱指数变化的微扰分析

在本文中，我们采用 Bouchet & Gispert (1999) 首次提出的微扰方法，利用来自WMAP和Planck观测的选定频带模拟斯托克斯Q偏振图在由同步辐射斯托克斯Q信号主导的天空区域的线性组合，来估计星系偏振同步辐射发射的谱指数变化。我们发现，一阶微扰分析能很好地恢复输入的谱指数图。除谱指数变化图外，我们的方法在被分析的天空部分上提供了一个固定的参考指数 \hat \beta_{0s}。使用蒙特卡洛模拟，我们发现 <\hat \beta_{0s}> = -2.84 \pm 0.01，这与来自同一天空区域的输入同步辐射指数的经验概率密度函数在 \beta_s(p) = -2.85 处的峰值位置非常接近。对于热尘埃，模拟得到的恢复谱指数均值 <\hat \beta_d> = 2.00 \pm 0.004 与空间固定的输入热尘埃谱指数 \beta_d = 2.00 非常吻合。作为该方法的伴随结果，我们还重建了在{\it entire}天空区域上具有固定谱指数的CMB、热尘埃和同步辐射模板分量。我们使用从被分析天空区域估计的所有频带的完整像素-像素噪声协方差矩阵，以获得同步辐射和热尘埃的参考谱指数、谱指数变化图、CMB图、热尘埃和同步辐射模板分量。本工作中实现的微扰技术有一个有趣的性质，即它可以建立模型以描述数据，其任意但足够的准确度（和进动）由数据所允许。我们认为，我们的参考谱指数确定、CMB图、热尘埃和同步辐射模板分量重建的方法是一种最大似然方法。