基于 WMAP 与法拉第校正 S-PASS 数据的偏振同步辐射谱指数约束

我们通过将最近发布的 2.3 GHz S 波段偏振全天巡天（S-PASS）数据与 23 GHz 九年 Wilkinson 微波各向异性探测器（WMAP）天图相关联，约束了偏振同步辐射的谱指数 $\beta_s$。我们将覆盖南黄道半球的 S-PASS 视场细分为 95 个 $15^{\circ}\times15^{\circ}$ 区域，并使用一种简单但稳健的 T-T 图技术估计每个区域内偏振同步辐射的谱指数。考虑了三种不同版本的 S-PASS 数据，分别对应：未做法拉第旋转校正；基于 S-PASS 团队给出的旋转量模型的法拉第校正；或基于 Hutschenreuter 和 En{\ss}lin 给出的旋转量模型的法拉第校正。我们发现，在应用 S-PASS 模型时 S-PASS 与 WMAP 之间的相关性最强。采用该校正模型，我们发现偏振同步辐射的平均谱指数从低银道面的 $\beta_s\approx-2.8$ 逐渐变陡至高银道面的 $\beta_s\approx-3.3$，与先前发表的结果吻合良好。最后，我们考虑了由 BICEP2 和 SPIDER 视场定义的两个特例，分别得到均值估计 $\beta_{BICEP2}=-3.22\pm0.06$ 和 $\beta_{SPIDER}=-3.21\pm0.03$。与在 23-33 GHz 范围内进行的类似分析比较表明，从低频到较高频存在约 $\Delta\beta_s \sim 0.1 \pm 0.2$ 的变平，但由于不确定性较大而无统计显著性。