威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）五年观测：CMB 偏振图的贝叶斯估计

我们描述了一种从观测天图估计偏振 CMB 信号的采样方法。我们使用 Metropolis-within-Gibbs 算法估计偏振 CMB 图——包含每个像素的 Q 和 U 斯托克斯参数——及其协方差矩阵。这些可作为宇宙学分析的输入。偏振天信号被参数化为三个分量之和：CMB、同步辐射和热尘埃辐射。偏振银河分量用空间变化的幂律谱指数对同步辐射建模，对尘埃采用固定幂律，其分量图作为副产品被估计。我们将该方法应用于像素边长为 7.2 度的模拟低分辨率图，使用从 WMAP 噪声矩阵中抽取的对角和完整噪声实现。CMB 图的恢复拟合优度与误差一致。在固定温度各向异性功率的情况下，计算图中 E 模功率关于再电离光学深度 tau 的似然函数，对于输入 tau=0.1 的模拟，我们得到 tau=0.091±0.019，10 次模拟的平均 tau=0.098。不含偏振 CMB 信号的零信号模拟的最大似然与 tau=0 一致。该方法被应用于五年 WMAP 数据，使用 K、Ka、Q 和 V 通道。我们得到 tau=0.090±0.019，而 WMAP 主要分析中使用的模板清洗图给出 tau=0.086±0.016。在高信噪比像素上平均的同步辐射谱指数 beta（标准差 sigma(beta)<0.25，排除银道面约 6% 的掩膜天区）为 -3.03±0.04。尽管包含信息先验，该估计不随银纬显著变化。