Microwave ISM Emission Observed by WMAP
我们调查的性质，弥漫银河系辐射的威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）的温度各向异性数据。在所有WMAP频率下都观察到大量的尘埃相关发射，远远超过最低频率通道（23，33，41 GHz）中预期的热尘埃发射。WMAP团队（Bennett等人）将这种辐射解释为尘埃相关的同步辐射，将这种相关性归因于SNae产生的相对论电子与尘埃云中大质量恒星形成的自然关联，并推导出Draine & Lazarian在K波段（23 GHz）旋转尘埃贡献的上限为5%。我们追求另一种解释，即在这些频率下，与尘埃相关的发射中有很大一部分确实是旋转的尘埃，并通过考虑一些特定的物体以及整个天空的平均值来探索光谱对环境的依赖性。类似于Draine & Lazarian旋转尘埃的模型提供了与全天空数据的良好拟合。全天空的拟合还需要一个重要的组成部分，其自由光谱与\Halpha不相关，可能是银河系中心30度范围内的热（~百万K）气体。
2003-12-13 astro-ph
The Quest for Microwave Foreground X
WMAP小组已经制作了一张前景图，可以解释WMAP图中大部分的低频银河微波发射，暂时将其解释为同步辐射。Finkbeiner和他的合作者对这些结论提出了质疑，他们认为WMAP团队的“同步辐射”模板实际上并不是由同步辐射主导的，而是由一些与尘埃有关的银河系发射过程主导的，也许是旋转的尘埃颗粒，对它在较低频率下的行为做出了截然不同的预测。通过交叉相关这个“同步”模板与10和15 GHz的CMB观测，我们发现，它的光谱翻转的方式与旋转尘埃排放一致，下降约一个数量级低于同步解释将预测。
2003-12-02 astro-ph
Polarized Microwave Radiation from Dust
对10-90 GHz宇宙微波背景辐射的观测表明，一个与星际尘埃12 \mum、60 \mum和100 \mum辐射有很好相关的异常前景分量。由于最近对WHAM Hα图与特内里费岛10和15 GHz图的互相关分析支持了早期的结论，即发射不是由自由-自由辐射产生的，因此它的星际尘埃起源是唯一的怀疑。这种排放存在两种相互竞争的模型。目前比较受欢迎的是旋转尘埃模型，另一个是使用具有强磁响应的颗粒的模型。在旋转尘埃模型中，辐射来自于具有偶极矩的超小颗粒的快速旋转，而在另一个模型中，磁性颗粒由于磁偶极子的热振动而发射。这两个模型预测的发射是部分偏振的，这种发射可以严重干扰CMB偏振测量。我们讨论的观测签名，可用于区分，并最终过滤出的微波尘埃辐射的偏振分量。
2000-12-30 astro-ph
Cross-correlation of Tenerife data with Galactic templates - evidence for spinning dust?
最近发现的尘埃相关的扩散微波发射，促使两个对立的解释：自由-自由发射和旋转尘埃颗粒。我们提出了新的检测这一组件在10和15 GHz的开关波束特内里费实验。这些数据显示了光谱的转换，从而支持了旋转尘埃假说。我们还提出了一个显着的检测同步辐射在10 GHz的，有益的归一化前景污染的CMB实验在高银河系纬度。
2000-01-31 astro-ph
Electric Dipole Radiation from Spinning Dust Grains
我们讨论了小的星际颗粒的旋转激发和由此产生的电偶极子辐射从旋转尘埃。注意的激励和阻尼的旋转：与中性粒子的碰撞，与离子的碰撞，等离子体的阻力，红外辐射的发射，微波辐射的发射，光电发射和形成的H_2在粮食表面。我们引入无量纲函数F和G，它允许直接比较不同机制的旋转阻力和激励的贡献。尘埃的发射率估计在不同阶段的星际介质，包括弥漫HI，温暖HI，低密度光电离气体，和冷分子气体。旋转的尘埃颗粒可以解释最近在CBR研究中观察到的14-50 GHz背景成分的大部分甚至全部。通过对分子云的地面观测，应该有可能探测到小颗粒的旋转发射。
1998-02-18 astro-ph
Galactic Foregrounds in OVRO and UCSB South Pole 1994 Cosmic Microwave Background Anisotropy Data
我们研究银河系发射前景污染的OVRO和UCSB南极1994年宇宙微波背景（CMB）各向异性数据的交叉相关与模板的红外尘埃排放和新的高分辨率$H_α$数据。$H_α$数据提供了数据集中自由-自由排放水平的粗略上限。互相关分析并不矛盾的两个组件的前景排放的假设，与粉尘相关的两个组件是自由-自由排放和旋转粉尘排放。
2002-07-04 astro-ph
Microwave Emission from Aligned Dust
尘埃的偏振微波辐射是一个重要的前景，除非仔细考虑，否则可能会污染偏振CMB研究。我们讨论了潜在的困难与此前景，即，存在不同的晶粒人口具有非常不同的发射/偏振特性和偏振产量随晶粒温度的变化。特别是，我们讨论的观测证据，有利于旋转发射从微小的PAH粒子的偶极矩，即“旋转尘埃”，也考虑磁偶极子发射从强磁化颗粒。我们认为，在偏振方面，磁偶极子发射可能占主导地位，即使其贡献的总发射率是次主导地位。在大于约100 GHz的频率处理极化发射，我们讨论了不同温度和可能不同的对齐属性的尘埃成分的存在所产生的并发症。
2003-07-01 astro-ph
Dust emission in the diffuse interstellar medium from far-infrared to millimeter: new constraints from WMAP
本文简要回顾了我们对从远红外到毫米波段漫射天空中尘埃辐射的认识。目前的理解主要是基于COBE数据的分析，结合几个模板的气体示踪剂（HI和Halalpha）。在毫米波段，重点是WMAP在所谓的“异常微波发射”方面的新结果。
2003-10-17 astro-ph
A New Spin on Galactic Dust
我们提出了一个新的银河系微波辐射问题，并试图解决这个问题：一方面，通过对WHAM H-alpha图与特内里费岛10和15 GHz图的互相关分析，发现著名的DIRBE相关微波辐射不能被自由-自由辐射所支配;另一方面，Finkbeiner等人最近用Green Bank 140英尺望远镜在8-10 GHz范围内进行的高分辨率观测未能找到在最简单的旋转尘埃模型中预期的相应8 sigma信号。那么，是什么物理机制导致了这种无处不在的尘埃相关排放呢？我们认为，一个模型预测，旋转的灰尘是罪魁祸首毕竟，但相应的小颗粒是很好的相关性，在100微米看到的大颗粒只有在大角度尺度。在支持这种晶粒偏析模型，我们发现最好的旋转灰尘模板涉及更高的频率地图在12-60微米的范围内，从瞬态加热的小晶粒的发射是很重要的。即将进行的宇宙微波背景实验，如地基干涉仪、MAP和普朗克低频高分辨率激光干涉仪，应能对这一模型进行明确的检验。
2001-12-11 astro-ph
Microwave Emission from Galactic Dust Grains
对宇宙微波背景的观测揭示了银河系10-60 GHz辐射的一个成分，它与星际尘埃100- 140 μ m辐射相关，但其强度远大于峰值在130 μ m的“电偶极振动”辐射的低频尾部的预期强度。这种“反常发射”比尘埃相关的自由-自由发射更能解释。这种异常发射可能部分是由于星际尘埃颗粒内磁化强度的热波动产生的磁偶极发射，但只有当星际尘埃中的铁有很大一部分存在于磁性材料中，如金属铁或磁铁矿。观测到的异常发射可能主要是由于旋转的超小星际尘埃颗粒的电偶极辐射。这种旋转发射预计是部分偏振的。从最小化与非CBR前景混淆的观点来看，60-120 GHz似乎是最佳频率窗口。
1999-02-25 astro-ph
WMAP Microwave Emission Interpreted as Dark Matter Annihilation in the Inner Galaxy
在银河系内部（内部~1千秒差距）观察到的过量微波发射与暗物质粒子湮灭产生的高度相对论性电子-正电子对的同步辐射一致。这种辐射的更传统的来源，如自由-自由（热韧致辐射），热尘埃，旋转尘埃，以及低频调查追踪到的较软的银河系同步加速器，已经被排除在外。在23 < nu < 61 GHz的范围内观测到的总功率在10^{36}和5 × 10 ^{36} erg/s之间，这取决于外推到银河系中心的方法，在那里明亮的前景发射掩盖了信号。推断出的电子能量分布是扩散硬化的，并且与解释银河系内部1-30 GeV的伽马射线过剩作为逆康普顿散射星光所需的能量分布定性一致。我们研究了这样一种可能性，即这些电子是由100 GeV的暗物质湮灭产生的，其截面<sigma v>= 2 × 10 ^{-26} cm ^3/s，1/r的暗物质质量分布在银河系内部被截断，并发现这种情况与目前的数据是一致的。
2005-01-08 astro-ph
Detection of anomalous microwave emission in the Perseus molecular cloud with the COSMOSOMAS experiment
我们提出了直接的证据，在英仙座分子云，这表明了一个明确的上升频谱从11至17 GHz的COSMOSOMAS实验的数据异常微波发射。通过使用与COSMOSOMAS扫描模式卷积的WMAP地图扩展频率覆盖范围，我们揭示了在22 GHz下在以RA = 55.4（+/-）0.1度和Dec = 31.8（+/-）0.1度（J2000）为中心的1.65 x 1.0度的扩展区域上积分的42（+/-）4 Jy的峰值通量密度。我们在这个频率下测量的通量密度比正常的星系发射过程（同步加速器，自由和热尘埃）高出近一个数量级。在该位置附近发现了一个扩展的IRAS尘埃特征G159.6-18.5，没有发现可能是超紧HII区或GHz峰值源的明亮的未分辨源，通过考虑小自旋尘埃粒子的电偶极辐射的非常重要的贡献，可以在10 - 50 GHz范围内获得对谱密度分布的适当拟合。
2005-03-31 astro-ph
Anomalous Microwave Emission from the HII region RCW175
我们提出了在RCW 175 \hii区域异常微波发射的证据。受甚小天线阵（VSA）33 GHz $13\arcmin$分辨率数据的启发，我们用宇宙背景成像仪（CBI）以$4\arcmin$的分辨率在31 GHz观测了RCW 175。该区域由两个不同的组分G29.0-0.6和G29.1-0.7组成，它们在高信噪比下被检测到。在31 GHz下的积分通量密度为$5.97\pm0.30$ Jy，与VSA非常一致。31 GHz的通量密度是$3.28\pm0.38$ Jy（$8.6σ$）以上的预期值，从光学薄的自由-自由发射的基础上较低频率的无线电数据和热尘埃的IRAS和WMAP数据的约束。传统的发射机制，如超紧凑\hii区域的光学厚发射，不能轻易解释这种过量。我们解释过量的电偶极子发射的证据，从小旋转的尘埃颗粒，这确实提供了一个足够的适合的数据。
2008-07-25 astro-ph
Polarized Emission from Interstellar Dust
利用远红外（FIR）和亚毫米波（SMM）偏振辐射观测研究了星际介质（ISM）致密区域的磁场和尘埃颗粒。这些观测结果对分子云、恒星形成、晶粒排列机制、晶粒大小、形状和成分的模型提出了限制。FIR/SMM偏振强烈依赖于波长。我们将这种波长依赖性归因于在不同温度下对不同的颗粒群进行采样。到目前为止，大多数偏振发射观测都是在ISM的密集区。将这些观测扩展到漫ISM区域和微波频率，将提供对晶粒和排列模型的额外测试。了解尘埃的偏振微波辐射是精确测量宇宙微波背景偏振的关键。微波偏振谱将限制自旋尘埃和振动磁性尘埃对偏振辐射的贡献。
2006-09-01 astro-ph
The large-scale anomalous microwave emission revisited by WMAP
我们提出了一个新的研究的高纬度银河系的贡献毫米天空的基础上，结合几个模板的尘埃排放（DIRBE/COBE和FIRAS/COBE）和气体示踪剂（HI和Halpha）的WMAP数据的分析。为了研究银河系高纬弥漫天空的红外-毫米波段特性，我们集中研究了与HI气体相关的辐射。我们计算的发射光谱的尘埃/自由/同步加速器组件与HI气体从低到大的柱密度。一个显着的剩余WMAP发射超过自由，同步加速器和尘埃的贡献被发现从3.2至9.1毫米。（归一化为10个$^{20}$原子/cm $^2$）（1）显示从3.2到9.1 mm的恒定光谱和（2）当N $_{HI}$增加时振幅显著降低，与HI归一化的远红外发射相反，HI归一化的远红外发射保持相当恒定。因此，剩余的WMAP排放很可能与大颗粒尘埃成分无关。随着不透明度的增加，振幅的减小实际上与在致密星际云中观察到的瞬时加热尘埃颗粒发射的减少相类似。这得到了观察到的HI归一化60微米发射随HI柱密度降低的支持。尽管由于60微米处的黄道光残留污染，这一结果应谨慎解释，但它表明WMAP过量排放与短暂加热的小尘埃颗粒有关。在这种与小尘埃颗粒有关的所谓“异常微波发射”的可能模型中，有旋转的尘埃和小颗粒的过量毫米发射，这是由于它们在两次连续的光子撞击之间可以达到的低温。
2003-05-02 astro-ph
Magnetic Dipole Microwave Emission from Dust Grains
星际颗粒磁化强度的热涨落将产生频率低于100 GHz的磁偶极子辐射。我们展示了如何计算磁性材料组成的小粒子的吸收和发射。本文将尘埃介质的Kramers-Kronig关系推广到包含磁性颗粒的可能性。讨论了候选颗粒材料（包括铁和磁铁矿）的频率依赖性磁导率。我们计算了各种星际颗粒候选者的发射光谱。虽然顺磁性颗粒或磁铁矿颗粒不能解释观测到的尘埃在14-90 GHz范围内的“异常”发射，但如果一部分颗粒材料是铁磁性的，就会产生更强的磁偶极子发射，就像星际尘埃中含有高Fe含量的情况一样。观察到的90 GHz附近尘埃的发射意味着不超过5%的星际Fe以金属铁颗粒或夹杂物的形式存在（例如，在“GEMS”中）。然而，我们表明，如果大多数星际铁是在一个适度的铁磁材料，它可以贡献相当大的一部分，观察到的14-90 GHz的发射，也许来自旋转超小尘埃颗粒的贡献。这两种发射机制可以通过测量乌云的发射来区分。讨论了磁偶极子发射的预期极化
1998-07-01 astro-ph
Extended Anomalous Foreground Emission in the WMAP 3-Year Data
我们利用基于模板的多元线性回归方法研究了WMAP温度数据中银河漫辐射的光谱和形态特征，得到了以下结果。1.我们证实了以前的观察，在尘埃相关的光谱颠簸，与Draine和Lazarian旋转尘埃模型一致。2.我们还确认了银河系内部的“阴霾”信号，并认为它并不像最初认为的那样遵循自由-自由光谱，而是来自硬电子宇宙射线群的同步辐射。3.在偏离以前的工作，我们允许的光谱的半相关发射（这是用来跟踪自由的自由分量）浮动的拟合，并发现它不遵循预期的自由的自由光谱。相反，在50 GHz附近有一个凸起，在20%的水平上修改了频谱，我们推测这是由温暖的电离介质中的旋转尘埃引起的。4.所得互相关谱对映射零点不敏感，但对CMB估计量的选择敏感。在CMB估计的情况下，通过最小化方差的线性组合的WMAP波段，我们表明，每个模板和真正的CMB的互相关成比例的偏差总是存在的。该偏置可以大于某些频带中的任何前景信号。5.最后，我们考虑的频率覆盖范围和灵敏度的普朗克任务，并建议线性组合系数的CMB模板，将减少统计和系统的不确定性在同步加速器和霾光谱的数量级以上。
2007-12-06 astro-ph
Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Galactic Foreground Emission
我们提出了一个新的估计前景发射的WMAP数据，使用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法。新技术提供了各种前景模型的每个前景分量的地图，每个前景分量的不确定性的误差估计，并提供了整体拟合优度测量。由此产生的前景图与合作和其他作者使用的先前技术的前景图基本一致。我们发现，对于WMAP数据，一个简单的模型与幂律同步加速器，自由，热尘埃组件适合90%的天空与减少卡方1.14。然而，这个模型在银河平面内并不起作用。增加同步加速器陡化或修改的旋转尘埃模型提高了拟合。该分量可占Ka波段（33 GHz）总通量的14%。我们没有发现任何证据的前景污染的CMB温度图中的85%的天空用于宇宙学分析。
2008-10-21 astro-ph
A Spin Modulated Telescope to Make Two Dimensional CMB Maps
我们描述了HEMT先进宇宙微波探测器（HACME），气球携带的实验，旨在测量亚度尺度宇宙微波背景各向异性超过数百平方度，使用一个独特的二维扫描策略。一个旋转的平面镜相对于它的旋转轴倾斜，在天空中以近似椭圆的路径调制光束响应的方向。该实验于1996年2月成功地进行了飞行，在漂浮高度上达到了接近实验室的性能。对630平方度的3.5小时观测，得到了一张无仪器系统效应的谱图，在l = 38（95%置信度）时，谱带功率上限为（l（l+1）C_l/2 pi）^0.5 < 77 microK。讨论了试验设计、飞行操作和数据，包括大气效应和噪声性能。
1999-12-09 astro-ph
COSMOSOMAS Observations of the CMB and Galactic Foregrounds at 11 GHz: Evidence for anomalous microwave emission at high Galactic Latitude
我们目前的观测与新的11 GHz的COSMOSOMAS实验在泰德天文台（特内里费岛）的辐射计。0度<= RA <= 360度和26度<= DEC 49度之间的天空区域（约100度）。6500平方度），角分辨率为0.9度。接收系统中的两个正交独立通道测量来自具有2GHz带宽的线性极化的总功率信号。每个通道的平均灵敏度为50微K的地图已获得每束。在银河系高纬度（|b| > 30度），11 GHz的数据包含了预期的宇宙微波背景、河外射电辐射、银河系同步辐射和自由辐射，以及一个很可能来自银河系的尘埃相关成分。在实验窗函数允许的角度尺度下，尘埃相关分量呈现一个振幅ΔT aprox。9-13而CMB信号的量级为27 microK。尘埃相关的信号的光谱行为进行检查，根据以前的COSMOSOMAS数据在13-17 GHz和WMAP数据在22-94 GHz在同一天空区域。我们检测到该信号的光谱指数在20 GHz以下变平，这排除了同步辐射作为发射的原因。这种异常的尘埃发射可以用自由-自由发射和自旋尘埃模型的组合来描述，其通量密度峰值在20 GHz左右。
2007-06-13 astro-ph
First Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Foreground Emission
全天空图是在五个微波频段，以分离的温度各向异性的CMB前景发射。我们定义了切除高前景发射区域的掩模。模板拟合的有效性，以消除前景发射的WMAP数据进行了检查。这些努力的结果在CMB地图与最小的污染和演示，WMAP CMB功率谱是不敏感的残余前景排放。我们构建了一个银河系发射组件的模型。我们发现银河系在408 MHz到23 GHz之间与其他正常的旋涡星系相似，在恒星形成区附近，特别是在平面上，同步辐射光谱指数最平坦（β ~ -2.5），而在晕中最陡峭（β ~ -3）。显着的同步加速器指数陡峭的平面表明扩散过程中，晕电子被困在银河势足够长的时间遭受同步和逆康普顿能量损失，因此光谱陡峭。同步加速器指数在WMAP波段比在较低频率无线电调查中更陡峭，在20 GHz附近的频谱中断到β <-3。模拟的热尘埃光谱指数在WMAP波段也很陡，β值约为2.2。电离气体的微波和H α测量结果一致。旋转的尘埃发射被限制在Ka波段前景发射的< ~5%。给出了208个点源的星表。导出的源计数表明，Q波段未分辨源对各向异性功率的贡献为（15.0 +- 1.4）10^{-3} microK^2 sr，V波段和W波段的贡献可忽略不计。
2003-06-05 astro-ph
On dust-correlated Galactic emission in the Tenerife data
最近，银河尘埃排放模板和一些CMB数据集之间的相关性分析导致了对低频银河污染起源的不同说法。de Oliviera-Costa { \em et al}（1999）提出了基于特内里费数据的工作，支持旋转尘埃假说。由于这些数据的频率覆盖范围是理想的区分旋转灰尘和自由-自由排放之间的光谱，我们使用了最新版本的特内里费数据，具有较低的系统不确定性，更详细地研究相关性。然而，我们发现，支持旋转尘埃的证据来自银河系低纬度的一个小区域，那里的相关性本身的意义很低，并且受到银河系平面信号中系统效应的影响。该地区的其他地区被认为是不相关的。与更高显著性相关的区域倾向于具有更陡的光谱，如对于自由-自由发射所预期的。在所有相关区域上求平均值分别得到$180\pm47$和$123\pm16$ $μ$ K /MJy sr $^{-1}$在10和15 GHz处的灰尘相关系数。然而，这些数字有很大的系统不确定性，我们已经确定，在与其他实验的结果进行比较时，应该小心。我们确实找到了同步辐射的证据，从无线电到微波频率的光谱指数变陡，但我们不能根据光谱指数估计对尘埃相关成分的起源做出结论性的声明。需要具有更高灵敏度的数据来决定银河系高纬度地区尘埃相关性的意义，而其他银河系模板，特别是H $_α$地图，将是限制其起源所必需的。
2000-02-17 astro-ph
The impact of Galactic synchrotron emission on CMB anisotropy measurements. I. Angular power spectrum analysis of total intensity all-sky surveys
银河系前景辐射是精确测量宇宙微波背景（CMB）各向异性的一个限制因素。我们进行角功率谱分析（APS）的全天空总强度图在408 MHz和1420 MHz，这是占主导地位的同步辐射出银河系平面。我们从地图中减去较亮的光源。我们研究的APS作为银河系纬度的函数，通过考虑各种削减和作为天空位置的函数，通过将天空分成大小约为15度x 15度的补丁。银河系射电漫射同步辐射的APS最好用幂律$C_{\ell} \sim k \ell^α$和$α\in [-3.0,-2.6]$拟合，其中较低的$α$值通常对应于较高的纬度。然而，对斑块的分析表明，存在强烈的局部变化。$\ell \in [20,40]$的平均APS用于确定408 MHz和1420 MHz之间的平均光谱指数，然后将同步加速器APS结果外推到微波范围。一个简单的外推到23 GHz的同步辐射APS发现在408和1420 MHz并不能解释所有的功率在WMAP同步组件，即使在中/高银河系纬度。这表明其他成分（例如自由或旋转灰尘排放）的显著微波贡献（约为信号的50%）。外推的同步加速器APS和CMB APS之间的比较表明，一个掩模排除与$|b_{gal}| \lesssim 5^{\circ}$的区域将减少前景波动的宇宙学的在70 GHz，即使在最低的多极。我们讨论了我们的分析微波温度各向异性地图的宇宙学开发的主要影响。
2008-01-03 astro-ph
An excess of emission in the dark cloud LDN 1111 with the Arcminute Microkelvin Imager
我们目前的观测林德的黑暗星云LDN 1111在微波频率在14.6和17.2千兆赫之间的弧分微开尔文成像仪（AMI）。我们发现在这个频段的发射超过热自由-自由频谱外推的数据在1.4 GHz的匹配的紫外线覆盖范围。该过量超过预测排放> 15 sigma。我们使用Drain & Lazarian（1998 a）的旋转尘埃模型拟合了测量光谱，发现最佳拟合模型参数与Visser等人（2001）从该天体的Scuba数据中得出的参数吻合得很好。
2008-12-04 astro-ph
Simulations of Foreground Effects for CMB Polarization
我们使用一个简单的模型来研究偏振银河前景发射对计划中的CMB任务检测和模拟CMB偏振的能力的影响。如果已知的银河系前景在高纬度（|b| > 30度）至少有10%是偏振的，那么来自可能的偏振源（同步加速器和旋转尘埃）的辐射将在90 GHz以下的频率上主导微波天空的偏振。在低于90 GHz的频率下的偏振图可能需要对前景发射进行校正，以便能够对各个斯托克斯Q或U分量进行统计分析。温度-偏振互相关受前景发射的影响较小，即使前景偏振与前景强度高度相关。极化前景，即使未经校正，不占主导地位的不确定性，在温度-极化互相关的仪器噪声水平典型的MAP实验。以信噪比为代价去除银河信号的方法应该仔细平衡拒绝微弱前景的价值与增加仪器噪声的代价。
2000-06-12 astro-ph
