由遗迹引力波产生的再电离CMB各向异性和偏振的近似解析谱
宇宙学与河外天体物理
2009-11-06 v2
摘要
我们给出了由遗迹引力波产生的宇宙微波背景辐射各向异性和偏振的再电离谱C_l^{XX}的近似解析计算。探讨了三种简单的再电离模型，其可见度函数由高斯型函数拟合近似。我们推导了解析的偏振β_l和温度各向异性α_l，两者均由正比于退耦和再电离时RGW的两项组成。展示了β_l和α_l对再电离时间η_r、持续时间Δη_r以及光学深度κ_r的显式依赖关系。此外，β_l和α_l在不同系数中包含κ_r，并且偏振谱C_l^{EE}和C_l^{BB}是比C_l^{TT}更灵敏的再电离探针。这些结果有助于检验再电离效应，特别是κ_r与归一化振幅以及RGW初始谱指数的简并。还发现再电离会导致C_l^{TE}的零多极矩l_0发生依赖于κ_r的位移Δl~20，这是一个为了探测RGW痕迹而必须包含的效应。与数值结果相比，解析的C_l^{XX}作为近似存在局限性。对于l~(30, 600)范围内的主峰，三种模型中的误差≤3%。对于再电离凸起的l<20范围，在两个扩展再电离模型中，C_l^{EE}和C_l^{BB}的误差≤15%，而C_l^{TT}和C_l^{TE}在l<10时有更大的偏离。突然再电离模型中的凸起过低。
引用
@article{arxiv.0903.3159,
title = {Approximate Analytic Spectra of Reionized CMB Anisotropies and Polarization generated by Relic Gravitational Waves},
author = {T. Y. Xia and Y. Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:0903.3159},
year = {2009}
}
备注
33 pages, 15 figures, to appear in PRD