在 ILC 算法中利用 CMB 协方差矩阵的先验信息对大角尺度 CMB E 模式信号的精确重建
宇宙学与河外天体物理
2021-01-06 v1 广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 唯象学
高能物理 - 理论
摘要
近年来，在利用 WMAP 和 Planck 卫星任务的观测重建宇宙微波背景（CMB）温度各向异性信号的背景下，内部线性组合（ILC）方法得到了广泛研究。在本文中，我们首次将 ILC 方法应用于重建大尺度 CMB E 模式偏振信号，该信号作为宇宙电离历史的独特探针，所用数据为未来 COrE 卫星任务 15 个频率 CMB 偏振图的模拟观测。我们发现，通常的 ILC 清洗 E 模式图误差很大，原因在于用于估计权重因子的经验协方差矩阵中 CMB 与天体物理前景成分之间存在偶然相关。由于这些偶然相关因子，清洗后的 E 模式角功率谱存在强烈偏差和错误。为解决偏差和误差问题，我们扩展并改进了通常的 ILC 方法用于 CMB E 模式重建，在估计输入图线性组合的权重时纳入了理论 E 模式角功率谱的先验信息。利用 E 模式协方差矩阵有效抑制了 CMB-前景偶然相关功率，从而精确重建了清洗后的 CMB E 模式图及其角功率谱。我们给出了通常 ILC 与新方法在天区大角尺度上性能的对比研究，表明后者在统计上显著优于前者。新的 E 模式 CMB 角功率谱在低多极处既无显著负偏差，在相对较高多极处也无正前景偏差。清洗谱的误差估计与宇宙方差引起的误差非常吻合。
引用
@article{arxiv.2003.13570,
title = {An Accurate Reconstruction of CMB E Mode Signal over Large Angular Scales using Prior Information of CMB Covariance Matrix in ILC Algorithm},
author = {Ujjal Purkayastha and Vipin Sudevan and Rajib Saha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.13570},
year = {2021}
}
备注
29 pages, 10 figures