CLASS 对毫米波大气云偏振的观测
天体物理仪器与方法
2023-09-15 v1 宇宙学与河外天体物理
大气与海洋物理
摘要
动态大气对地基宇宙微波背景观测构成挑战，尤其在大角尺度测量方面。大气中的水凝物（主要以云的形式）散射环境热辐射，是已知大气中主要的线偏振源。这种散射诱导的偏振在冰云中因冰晶在重力下的排列而显著增强，而冰云也是高海拔毫米波天文站点最常见的云。本文呈现了 Cosmology Large Angular Scale Surveyor (CLASS) 实验于 2016 至 2022 年在智利北部阿塔卡马沙漠 Cerro Toco 处，以中心频率约 40、90、150 和 220 GHz 波段对云偏振的多频研究。利用机器学习辅助的云分类器，我们将四个频段中发现的瞬态偏振辐射与观测站监测相机拍摄的云图像建立联系。云事件的偏振角大多与本地子午线成 ，这与水平排列冰晶的存在一致。90 和 150 GHz 偏振数据与谱指数 的幂律一致，而 40/220 GHz 的偏振幅度相对于瑞利散射谱存在超额/不足。这些结果与瑞利散射主导的云偏振一致，并可能受到过冷水吸收及/或贡献于 220 GHz 偏振的大云粒子的米氏散射影响。
引用
@article{arxiv.2309.07221,
title = {CLASS Observations of Atmospheric Cloud Polarization at Millimeter Wavelengths},
author = {Yunyang Li and John W. Appel and Charles L. Bennett and Ricardo Bustos and David T. Chuss and Joseph Cleary and Jullianna Denes Couto and Sumit Dahal and Rahul Datta and Rolando Dünner and Joseph R. Eimer and Thomas Essinger-Hileman and Kathleen Harrington and Jeffrey Iuliano and Tobias A. Marriage and Matthew A. Petroff and Rodrigo A. Reeves and Karwan Rostem and Rui Shi and Deniz A. N. Valle and Duncan J. Watts and Oliver F. Wolff and Edward J. Wollack and Zhilei Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.07221},
year = {2023}
}
备注
16 pages, 14 figures, submitted to ApJ