极化尘埃发射中宇称破缺的起源及其对宇宙双折射的启示

近期对银河系极化尘埃发射的测量发现了非零的$TB$信号，即总强度与$B$模极化分量之间的关联。我们给出的证据表明，这一宇称奇信号是由磁场与纤维状星际介质在投影中的相对几何所驱动的。利用中性氢形态和Planck极化数据，我们发现强度结构与天空平面磁场取向之间的角度可预测银河系$TB$和$EB$的符号。我们的结果表明，磁错位的纤维状尘埃结构在尘埃极化中引入了非零的$TB$和$EB$关联，且本征尘埃$EB$可由同一天空掩膜下尘埃$TB$和$TE$的测量预测。我们预测了$TE$、$TB$、$EB$与$EE/BB$之间的关联，并利用磁流体动力学模拟的合尘埃极化图证实了预测。我们引入并测量了一个尺度依赖的有效磁错位角，$\psi_\ell^{dust} \sim 5^\circ$（对应$100 \lesssim \ell \lesssim 500$），并预测在我们天空掩膜下353 GHz同一多极范围有振幅$\left<D_\ell^{EB}\right> \lesssim 2.5~\mu\mathrm{K^2_{CMB}}$的正本征尘埃$EB$。银河系$EB$信号的符号和振幅均可随所考虑的天空区域而变化。我们的结果意味着，对宇宙微波背景中宇称破缺的搜寻必须考虑非零的银河系$EB$和$TB$信号，从而需要对现有宇宙双折射证据的分析进行修订。