如何用成像望远镜测量CMB频谱畸变

我们提出将成像望远镜与频间定标器结合，通过利用多对频率通道间天空强度的差异来测量微波天空的频谱形状。通过在贝叶斯框架下对$600$种仪器配置联合采样宇宙学参数与前景参数，我们确定了为获得频谱畸变测量并同时测量CMB的频谱与空间涨落所需的最小定标精度。我们论证了该技术对如PICO(Probe of Inflation and Cosmic Origins，暴胀与宇宙起源探测任务)这类CMB任务的可行性，并表明借助该技术可实现$y$畸变的$10$-$\sigma$测量，以及对FIRAS(Far-Infrared Absolute Spectrophotometer，远红外绝对分光光度计)$\mu$畸变极限两个数量级的改进。我们认为，在ESA(欧洲空间局)Voyage 2035-2050计划背景下，可设想灵敏度甚至更高的长期应用，能够达成$\Lambda$CDM模型稳健预测的$\mu$畸变，乃至氢与氦的 primordial recombination lines(原初复合线)。