旋转测度与法拉第结构测定算法的比较 I. 1100 - 1400 MHz

(摘要删节) 我们开展了一项法拉第结构测定数据挑战赛，以基准测试当前可用的算法，包括法拉第合成 (Faraday synthesis，文献中曾称为 RM synthesis)、小波分析、压缩采样和 $QU$-fitting。频率设置类似于 POSSUM/GALFACTS，带宽为 300 MHz，范围从 1.1 到 1.4 GHz。我们定义了三个由基础科学动机驱动的优度指标：a) 由偏振强度加权的平均旋转测度 RMwtd，b) 两个法拉第分量之间的分离度 $\Delta\phi$，以及 c) 约化卡方。基于当前信噪比约为 32 的测试数据，我们发现：(1) 当仅存在一个法拉第薄分量时，大多数方法表现符合预期，但偶尔会出现错误地识别出两个分量的失败情况；(2) 对于两个法拉第薄分量，$QU$-fitting 例程表现最佳，其 RMwtd 误差接近理论值，但 $\Delta\phi$ 的误差显著较高。当 $\Delta\phi$ 低于或接近法拉第点扩散函数的宽度时，包括标准法拉第合成在内的所有其他方法通常仅识别出一个分量；(3) 由于带宽较窄，目前实现的任何方法都无法很好地处理法拉第厚分量；(4) 存在某些两个法拉第分量的组合，其产生大范围的可接受拟合，从而导致导出的单一旋转测度具有较大的不确定性；在这些情况下，不同的旋转测度会导致相同的 Q、U 行为，因此没有任何方法能够恢复唯一的输入模型。