由宇宙微波背景光学深度对原初磁场的限制

在后解耦时代，通过双极扩散和磁流体动力学（MHD）湍流衰减的磁场阻尼会加热星系际介质（IGM）。IGM中氢原子的延迟复合产生对宇宙微波背景（CMB）散射的光学深度。在 $z\gg 10$ 处产生的光学深度不影响低多极处CMB偏振功率谱的“再电离隆起”，但影响高多极处的温度和偏振功率谱。将解耦时期在阻尼尺度上平滑后的场的当前能量密度写为 $\rho_{B,0}=B_{0}^2/2$，我们将 $B_0$ 限制为谱指数 $n_B$ 的函数。使用结合了Planck温度与透镜数据以及WMAP 9年偏振数据的Planck 2013似然代码，我们得到对于 $n_B=-2.9$、$-2.5$ 和 $-1.5$ 的95%上限分别为 $B_0<0.63$、0.39和0.18~nG。对于这些谱指数，光学深度由解耦时期后不久发生的衰减MHD湍流耗散主导。我们的限制比先前忽略场对电离历史影响的限制更强。加热的IGM中电子对CMB光子的逆康普顿散射使CMB的热谱畸变。我们对 $B_0$ 的限制意味着后解耦时代场耗散引起的 $y$ 型畸变应分别小于 $10^{-9}$、$4\times10^{-9}$ 和 $10^{-9}$。