从 Planck CMB 数据重建方向依赖的原始功率谱
摘要
我们考虑原始曲率扰动具有方向依赖性的可能性。在最低阶上，这由功率谱的四极调制参数化，并导致 CMB 的统计各向异性，可使用“双极球谐函数(bipolar spherical harmonics)”来量化。我们计算了 Planck DR2-2015 SMICA 图的这些函数，并从 Planck Full Focal Plane 9 模拟估计了噪声协方差。我们探测到一个恒定的四极调制，显著性为 2.2 sigma；当假设原始功率随波数 k 以幂律标度时，显著性降至 2 sigma。超越以往工作，我们现在允许谱具有任意尺度依赖性。我们的非参数重建随后提示了若干谱特征，最显著者位于 k ~ 0.006/Mpc。当在 0.005 < k Mpc < 0.008 范围内对数据拟合恒定四极调制时，其偏好方向被发现与宇宙半球不对称性和 CMB 偶极子相关。为确定显著性，我们对来自数据的四极调制重建应用了两个检验统计量，以仅含噪声实现的重建作为对照。使用仅对调制幅度敏感的检验统计量时，来自多极范围 30 < l < 1200 的重建具有 2.1 sigma 显著性的异常。使用第二个同时也对方向敏感的检验统计量时，显著性升至 6.9 sigma。我们的方法易于推广以纳入其他数据集，如偏振、大尺度结构以及即将到来的 21-cm 线观测，这将使这些异常得以进一步研究。
引用
@article{arxiv.1711.08441,
title = {Reconstruction of a direction-dependent primordial power spectrum from Planck CMB data},
author = {Amel Durakovic and Paul Hunt and Suvodip Mukherjee and Subir Sarkar and Tarun Souradeep},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.08441},
year = {2018}
}
备注
41 pages, 28 figures, 11 tables; Substantially revised considering full noise covariance matrix for masked sky (no 'diagonal approximation' as in previous work); Increased detection significance for scale-dependent quadrupolar modulation which for low k is aligned with the cosmic hemispherical asymmetry; Accepted for publication in JCAP