CMB 光行差与多普勒效应作为半球不对称性的来源

我们相对于 CMB 静止参考系的特殊运动在观测到的 CMB 天空中代表了一个优先方向，因为它引起了观测到的 CMB 光子的 apparent 偏折（光行差）及其频率的移动（多普勒效应）。这两种效应都会扭曲所有 $\ell$ 阶的多极矩 $a_{\ell m}$。这些效应是真实的，正如 Planck 卫星最近根据一些近期论文的预测首次测量到的那样。然而，在从 CMB 估计功率谱时的普遍观点是认为多普勒效应仅影响 $\ell=1$ 多极矩，而忽略了任何其他修正。在这项工作中，我们利用特殊速度 $\beta = v/c = 1.23 \times 10^{-3}$ 的 boost 参考系中的 CMB 天空模拟，以评估此类效应对天空不同区域功率谱估计的影响。我们表明，boost 诱导了功率谱中的南北不对称性，这种不对称性高度显著且不可忽略，当截止至 $\ell$ = 2500 时，对于半天空切割约为 (0.58 $\pm$ 0.10)%。我们提出这些效应是相关的，并可能解释了 Planck 数据中观察到的一些南北不对称性，尤其是在小尺度上。最后，我们分析了 ACT 实验的特例，该实验仅观测了天空的一小部分，结果显示其功率谱存在约 1% 的偏差，某些宇宙学参数也存在类似大小的偏差：例如，峰的位置移动了 0.5%，谱的整体振幅比全天空情况低约 0.4%。