用于 CMB B 模式成分分离的多聚类 Needlet-ILC 方法

宇宙微波背景（CMB）原初 B 模式信号预计在任何天区都远低于偏振星系发射（前景），这指向对复杂成分分离方法的需求。其中，鉴于我们当前对 B 模式前景认知的匮乏，盲 Needlet-ILC（NILC）具有极高重要性。然而，前景能谱性质预期的空间变异性使 NILC 对星系污染的扣除变得复杂。为达成未来 CMB 实验的宏大目标，我们因此提出 NILC 方法的新扩展——多聚类 NILC（MC-NILC），其在天空中恰当选取的、具有相似 B 模式前景发射能谱性质的分立区域（簇）上执行 NILC 方差最小化。簇的确定通过对两个分离频率的 B 模式图之比进行阈值化处理实现，该比值被用作 B 模式中星系发射能谱指数空间分布的示踪。我们考虑的 ratios 要么来自模拟的纯前景 B 模式（理想情形），要么来自由真实模拟获得的星系发射洁净模板。本文给出 MC-NILC 对未来 LiteBIRD 卫星的应用，该卫星旨在观测原初 B 模式角功率谱的再电离与复合峰，并对张标比的总误差目标为 $\delta r < 0.001$。我们表明，MC-NILC 提供的 CMB 解中，残留前景与噪声污染相较 NILC 显著减小，且在理想情形所有角尺度、真实比值情形再电离峰处均低于 LiteBIRD 所瞄准的原初信号。因此，MC-NILC 将成为未来 CMB 偏振实验减缓 B 模式前景的有力方法。