Data Analysis for the Microwave Anisotropy Probe (MAP) Mission
我们提出了一个即将到来的微波各向异性探测器(MAP)任务的概述,重点放在这些方面的任务,简化了数据分析。回顾了从差温数据制作天空图的方法,并提出了从这些地图中预期的一些噪声特性。概述了我们计划使用的方法来挖掘从百万像素的天空地图的角功率谱关闭文件。
2000-11-29 astro-ph
Theoretical implications of microwave background radiation anisotropy experiments
从几个实验,如COBE,SP,萨斯卡通,PYTHON,ARGO,MAX,MSAM,特内里费岛和CAT的观测结果被认为是与几个模式的预测和比较。得出结论,目前的结构形成模型的可行性。
1996-11-27 astro-ph
Impact of three years of data from the Wilkinson Microwave Anisotropy Probe on cosmological models with dynamical dark energy
威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)头三年的观测提供了迄今为止关于宇宙微波背景(CMB)各向异性的最精确数据。我们调查的影响,这些结果和他们的组合与其他天体物理探测器的数据与动态暗能量组件的宇宙学模型。通过考虑广泛的这样的模型,我们发现,动力学暗能量的约束显着改善相比,第一年的数据。
2007-01-23 astro-ph
Contribution of Bright Extragalactic Radio Sources to Microwave Anisotropy
我们估计的贡献,河外射电源的天空温度波动的频率范围内(10 - 300 GHz)用于宇宙微波背景(CMB)各向异性测量。在高分辨率和低频率下的CMB各向异性观测对这一前景特别敏感。我们已经编制了一个2207个亮射电源的目录,其中包括758个在90 GHz的流量测量源。我们开发了一种方法来外推源光谱和预测的天图河外射电源在仪器分辨率为10弧分至10度半高宽。我们的研究结果表明,最亮的源将在很宽的分辨率和频率范围内主导微波各向异性。我们的天空图预测了每个频率上最亮射电源的位置和通量,从而可以直接开发模板来屏蔽包含它们的像素。这种掩蔽应足以保护高分辨率CMB各向异性观测免受不可接受的射电源混淆。
1998-11-19 astro-ph
Cosmic Microwave Background Radiation anisotropy with primordial magnetic fields
银河系磁场被观测到的量级为$\sim 10^{-6}G$,但其起源还不明确。本文考虑了早期宇宙中产生的原初磁场,分析了它们对密度扰动和CMBR各向异性的影响。我们假设随机磁场具有幂律谱,并满足无力场条件。CMBR各向异性的峰值高度被示出为向上移动取决于相对于无磁场的情况下的磁场强度。
2000-06-26 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
Observational Constraints on Microwave Anisotropy from Point Sources
应用基本的物理原理,最近的观测结果,我们推导出微波各向异性的上限和下限从点源的频率范围10 - 1000 GHz。我们研究的噪音水平的意见,作为一个可能的迹象,在亚弧分尺度的源混淆。我们还推导了由FIRAS数据中探测到的远红外背景辐射源引起的微波各向异性的上限。对于100 GHz的10 '波束,我们对点源混淆的上限Δ T/T = 10 ^{-5}将对CMB各向异性观测造成严重的前景污染,尽管实际污染水平可能要低得多。这一上限限制了长期以来人们担心的未被检测到的发射峰值接近100 GHz的源的可能性。源检测接近100 GHz的需要,以提高我们的知识,在高红移星系演化和预测的点源混淆的水平。
1998-11-10 astro-ph
Cosmic microwave background anisotropy power spectrum statistics for high precision cosmology
随着高精度宇宙学时代的到来,经验确定的微波背景各向异性功率谱$C_l$将为宇宙学理论提供一个重要的检验。我们提出了一个统一的半分析框架的统计特性的研究计算气球,地面和卫星实验的结果的$C_l$系数。一个说明性的应用程序表明,常用的近似{ \it偏差}的重子参数$Ω_b$的估计在1%的水平,即使是卫星捕获多达$\sim 70$ %的天空。
1998-08-25 astro-ph
New Limits on the Polarized Anisotropy of the Cosmic Microwave Background at Subdegree Angular Scales
我们更新的限制从90 GHz的PIQUE地基偏振计的宇宙微波辐射的任何偏振各向异性的大小。利用第二年的数据,我们现在将Q和U限制在1度半径的环上。窗函数是宽的:对于E模式偏振,有效l <l>= 191 + 143 - 132。我们发现,E模式信号可以不大于8.4 microK(95%CL),假设没有B模式偏振。还提出了对可能的B模式信号的限制。
2002-04-25 astro-ph
Anisotropy of the Microwave Sky at 90 GHz: Results from Python II
本文报道了南极洲阿蒙森-斯科特南极站在90~GHz频段对度尺度各向异性的补充观测。在第一个赛季的观测与Python仪器产生了统计上显着的天空信号,在本文中,我们报告的确认信号与数据在第二年,并从一个交错的字段集的结果。
1995-08-16 astro-ph
Cosmic Microwave Background Radiation Anisotropy Induced by Cosmic Strings
本文报道了宇宙弦在宇宙微波背景辐射(MBR)上引起的各向异性模式的研究。我们用数值方法从红移为$Z = 100$的宇宙弦网络演化到现在,并计算了它们引起的各向异性。基于有限数量的实现,我们比较了我们的模拟结果与COBE-DMR实验的观察。我们得到了宇宙弦情形下弦单位长度质量$μ$的初步估计。
1994-07-14 astro-ph
Testing Global Isotropy of Three-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Data: Temperature Analysis
我们研究统计各向同性的大尺度各向异性的内部线性组合(ILC)的地图,基于三年的WMAP数据。我们的研究表明,3年ILC图在大角度尺度上与统计各向同性没有显著的偏离。比较3年ILC图和1年ILC图的统计各向同性,我们发现3年ILC图的显著改善可能是由于增益模型,改进的ILC图处理和前景最小化。
2006-07-07 astro-ph
The Topology of The Cosmic Microwave Background Anisotropy on The Scale 1 degree
本文发展了高斯随机场中峰的群聚理论。我们从这个理论和渗流理论中得到了新的数学结果,并在此基础上提出了一种分析星图的拓扑方法。我们已经模拟了$10^o\times10^o$的宇宙微波背景各向异性的天空地图预期从不同的宇宙学模型与$0.5^o-1^o$的分辨率,以证明这种方法可以用于检测的地图中的非高斯噪声和检测的多普勒峰的扰动频谱的$\gD T/T$。
1995-09-02 astro-ph
Depolarization of the cosmic microwave background by a primordial magnetic field and its effect upon temperature anisotropy
我们估计了原初磁场对末次散射面上的法拉第旋转微分引起的宇宙微波背景辐射的去极化效应。CMB的线性偏振度在30 GHz $(B_* /10^{-2}{\rm Gauss})^{1/2}$附近和以下的频率处显著降低,其中$B_*$是复合时的原始场的值。退偏振机制减少了由于光子扩散在小角度尺度上的各向异性的阻尼。标准冷暗物质宇宙学中CMB温度各向异性关联函数的$l\approx 1000$多极在去极化显著的频率处增加高达7.5%。
1996-08-15 astro-ph
Gaussianity of Degree-Scale Cosmic Microwave Background Anisotropy Observations
我们目前的结果从度尺度宇宙微波背景(CMB)各向异性的高斯性的第一次测试。我们通过研究QMAP和Saskatoon实验的CMB各向异性图的拓扑结构来研究CMB各向异性的高斯性。我们还研究了QMASK地图,QMAP和萨斯卡通数据的组合地图。我们测量的属噪声抑制维纳滤波的地图在一个角尺度约为1.5度。为了测试所观察到的各向异性的高斯性,我们将这些结果与高斯空间平坦宇宙学常数主导的冷暗物质模型中每个实验的模拟地图集合进行比较。QMAP和Saskatoon映射的属-阈值水平关系符合高斯性。虽然组合QMASK图具有不是已知前景污染的结果的轻度非高斯属曲线,但是该结果在2 σ水平下在统计学上不显著。这些结果将先前关于大角尺度(> 10度)CMB各向异性(通过COBE DMR实验测量)的非高斯性的上限向下扩展到度角尺度。
2001-02-24 astro-ph
A Balloon-Borne Millimeter-Wave Telescope for Cosmic Microwave Background Anisotropy Measurements
我们报告中尺度各向异性测量(MSAM),毫米波,球载望远镜,已被用来观察各向异性的宇宙微波背景辐射(CMBR)0 \fdg 5角尺度的特点和设计细节。座舱能够在一夜飞行期间确定并保持绝对方位至几弧分。重点放在光学和指向性能以及重量和功率预算。我们还讨论了整个气球/吊舱机械系统。来自该系统的摆动是指向系统上的普遍扰动。开发下一代球载仪器需要对这些领域有详细的了解。
1995-12-02 astro-ph
Cosmic Microwave Background Anisotropy in models with Quintessence
研究了由余弦型精粹模型产生的宇宙微波背景各向异性。在我们的分析中,绝热和等曲率起伏的影响都考虑在内。对于具有标度不变谱的纯绝热涨落,我们利用COBE、BOOMERanG和MAXIMA的CMB数据得到了对模型参数的严格约束。此外,它表明,等曲率波动有显着的影响CMB角功率谱在低多极在某些参数空间,这可能是在未来的卫星实验检测。这样的信号可以用于测试余弦型精髓模型。
2001-11-08 astro-ph
Cosmic Microwave Background Anisotropy in the COBE DMR 4-yr Sky Maps
COBE卫星提供了目前唯一的微波天空全面多频全天观测。对观测结果的评估需要进行详细的似然分析,以提取噪声数据中存在的最大信息量。我提出了一个具体的方法来估计CMB各向异性功率谱独立于任何假设的基础宇宙学,然后使用标准的图像处理技术来生成最揭示相应的地图的信号。在可用频率上数据的一致性为我们第一次看到最后一个散射面的断言提供了强有力的支持。
1997-01-24 astro-ph
COSMICS: Cosmological Initial Conditions and Microwave Anisotropy Codes
COSMICS是一个Fortran程序包,可用于计算宇宙学模型的传递函数和微波背景各向异性,并为此类模型的非线性结构形成模拟生成高斯随机初始条件。提供四个方案:{ \bf linger\_con}和{ \bf linger\_syn}分别在共形牛顿规范和同步规范中积分广义相对论、物质和辐射的线性化方程; { \bf deltat}积分由linger代码计算的光子传递函数以产生光子各向异性功率谱;以及{ \bf grafic}将归一化的物质功率谱制成表格并产生物质密度场的约束或非约束样本。COSMICS 1.0版可在http://arcturus.mit.edu/cosmics/上获得。目前的版本提供了在工作站和矢量化超级计算机上运行的fortran-77程序。包含Unix makefiles,使构建和测试软件包变得简单。未来的版本将包括使用标准消息传递库的linger代码的可移植并行版本。
1995-06-12 astro-ph
The Wilkinson Microwave Anisotropy Probe
威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)在23至94 GHz之间的五个频段绘制了整个天空。该飞行任务的主要目标是制作可用于研究宇宙微波背景的高保真、全天空、偏振敏感地图。地图中的系统误差被限制在新的水平:使用全天空数据,各向异性的各个方面可以确信地探测到亚微开尔文水平。我们给出了一个简短的描述的工具和概述的第一个结果,从一年的数据进行了地图分析。亮点是:(1)平坦的Lambda-CDM模型非常好地拟合了数据,而Einstein-de Sitter模型则没有;(2)我们看到了第一代恒星在z ~ 20处诞生的证据;(3)当WMAP数据与其他宇宙学探测器相结合并进行比较时,宇宙一致性出现了:多条不同的调查路线导致了相同的结果。
2003-06-18 astro-ph
Anisotropy in the Microwave Sky: Results from the First Flight of BAM
本文报道了一种新的球载各向异性测量仪BAM的首次飞行结果,该仪器是为探测宇宙微波背景(CMB)各向异性而设计的。该仪器使用低温差分傅里叶变换光谱仪,以获得五个光谱通道的数据,其中心频率在3.7 cm^{-1}至8.5 cm^{-1}范围内。光谱仪耦合到离轴主焦点望远镜;组合产生天空上由0 \fdg 7 FWHM光束定义的两个区域的差光谱,该光束由3 \fdg 6分开。在10个天空位置获得的单个差异显示出统计上显著的波动。假设高斯相关各向异性,对于3.1 cm^{-1}至9.2 cm^{-1}的谱带平均值,对于1 \fdg 2的相关角,可以找到$ΔT/T = 3.1^{+3.1}_{1.1}\times 10^{-5}$(90%置信区间)。这对应于$Q_{flat} = 35.9^{17.7}_{6.3} μK$(1σ)。
1996-11-27 astro-ph
Asymmetric Beams in Cosmic Microwave Background Anisotropy Experiments
提出了一种新的处理非对称波束的形式,用于宇宙微波背景各向异性实验的数据分析。对于任何波束形状,形式主义找到最佳的圆对称等效,因此很容易适应现有的数据分析方法。我们证明了某些关键点,通过使用一个模拟的高度椭圆光束,和光束和数据的MAXIMA-1实验,其中的不对称性是温和的。特别是,我们表明,在这两种情况下的形式主义不偏角功率谱估计。我们分析了形式主义的局限性,发现它非常适合大多数实际情况。
2000-09-06 astro-ph
Binned Cosmic Microwave Background Anisotropy Power Spectra: Peak Location
我们使用加权平均和中位数统计技术,结合个人宇宙微波背景(CMB)各向异性检测和确定分箱,多极空间,CMB各向异性功率谱。所得功率谱达到峰值。如果CMB各向异性是高斯的,并且个体测量值之间的相关性很小,则导出的加权平均CMB各向异性功率谱不能很好地表示多个多极空间仓中的个体测量值。这可能意味着一些观测误差线被低估,可能是由于未检测到的系统效应。丢弃最不一致的5%的测量值可以简化但不能完全解决这个问题。该剔除数据集的中值统计功率谱不像加权平均功率谱那样具有约束性。然而,它表明,有更多的权力在多极$\ell \sim 150-250$比预期在一个开放的冷暗物质(CDM)模型,它是更符合一个平坦的CDM模型。与加权平均功率谱不同,在$\ell \sim 400-500$处的中值统计功率谱不排除平坦CDM模型中的第二峰值。
2001-02-15 astro-ph
Minkowski Functionals used in the Morphological Analysis of Cosmic Microwave Background Anisotropy Maps
提出了一种新的方法来量化宇宙微波背景(CMB)各向异性图的形态。作为形态描述符,我们使用形状参数称为Minkowski泛函。利用积分几何理论提供的数学框架,在任意弯曲的支持,我们指出的差异,他们的表征和解释的情况下,平坦的空间。随着限制的真实数据-如像素化和不完整的天空覆盖,仅举几例-在脑海中,我们推导和测试无偏估计所有闵可夫斯基泛函。各种例子,其中四年的COBE DMR数据的分析,说明我们的方法的应用。
1997-12-20 astro-ph
Correlations Between the WMAP and MAXIMA Cosmic Microwave Background Anisotropy Maps
我们互相关的宇宙微波背景温度各向异性图从WMAP,MAXIMA-I,和MAXIMA-II实验。我们使用交叉谱,这是球谐变换的角度两点关联函数,量化的相关性作为角度尺度的函数。我们发现,这三对可能的互谱是在密切的协议,彼此和个别地图的功率谱。映射之间不存在相关性的概率小于1 * 10^(-8)。我们还计算了功率谱的地图之间的差异对地图,并表明,他们是一致的,没有信号。结果表明,这三个实验不仅显示出相同的CMB各向异性的统计特性,而且在观测到的天空区域重叠的地方检测到相同的特征。我们的结论是,这些地图的系统误差的贡献是可以忽略不计的,MAXIMA和WMAP准确地映射的宇宙微波背景各向异性。
2003-12-19 astro-ph
Sensitivity of the Cosmic Microwave Background Anisotropy to Initial Conditions in Quintessence Cosmology
我们分析了冷暗物质和精粹混合的宇宙学场景中能量密度涨落的演化,其中精粹场由常数状态方程模拟。我们得到了光场模型中的精粹微扰随时间演化的解析表达式。涨落的行为类似于受驱动的谐振子,其中驱动项来自周围宇宙流体的不均匀性。我们证明了均匀的解决方案,由初始条件,是完全次主导的物理现实的情况下,非均匀的解决方案。因此,我们表明,这种模型预测的宇宙微波背景各向异性是非常不敏感的初始条件的精华领域。
2002-07-11 astro-ph
Comparing and combining Wilkinson Microwave Anisotropy (WMAP) probe results and Large Scale Structure
既然这是一个关于暴胀的会议,那么这个演讲的标题可能应该是“宇宙是暴胀的实验室”。我将说明如何结合WMAP观测的宇宙微波背景(CMB)与较小尺度的CMB实验和大尺度结构调查,它是可能的约束暴胀模型。WMAP数据与这些外部数据集相结合,为早期宇宙和暴胀物理学提供了一个窗口:使我们能够确认暴胀范式的基本原则,并开始定量测试暴胀模型。理解低红移观测的复杂物理和复杂系统学对于在这一方向取得进展至关重要。
2003-06-12 astro-ph
Cosmic microwave background anisotropy from wiggly strings
通过对Albrecht等人提出的弦网络模型的修正,研究了摆动宇宙弦对宇宙微波背景辐射各向异性和物质功率谱的影响.我们采用弦的摇摆状态方程和某些网络特征的宇宙演化的单尺度模型。对于相同的模拟参数的选择,我们比较的结果与不包括在模型中的摆动,并发现,摆动连同伴随的低弦速度导致一个显着的峰值在微波背景各向异性和增强的物质功率谱。对于我们所研究的宇宙学(标准CDM,和CDM加上宇宙学常数),在我们的弦网络模型的限制范围内,各向异性与当前的观测结果相当一致,但COBE归一化的密度扰动幅度低于数据所显示的。在宇宙学常数和CDM模型的情况下,需要大约为2的偏置因子。
2006-04-06 astro-ph
The Cosmic Microwave Background Anisotropy Experiments
本文介绍了在斯特拉斯堡北约宇宙微波与宇宙学学校所作的六个小时的关于宇宙微波背景辐射各向异性实验的讲座内容。(Its配套论文astro-ph/9705101报告了CMB频谱的讲座。)背景设置为从理论CMB各向异性讲座和实验情况的桥梁。COBE DMR的结果被详细地回顾,并作为未来太空任务的先驱。目前和计划中的实验进行了讨论,优先审查已经完成的意见。美国宇航局MidEX任务地图进行了详细讨论,包括数字。欧空局的M3任务马克斯普朗克勘测者也审查了一些细节,但其最终配置尚未完全解决。介绍了最近的历史和当前版本。包括用于实验的表格和参考文献。
1997-05-19 astro-ph
Rethinking the Model of Moving Cosmic Strings Producing Anisotropy in the Microwave Background
我们重新分析的问题,红移引起的运动宇宙弦在一个完全相对论性的方法,在圆锥形时空的移动源和观察者。通过把运动时空的概念换成定义更清楚的弦时空中的运动源和观测者的概念,我们证明了没有效应:唯一的红移是由于源或观测者的运动而产生的多普勒频移。
1995-07-13 astro-ph
Angular Power Spectrum of the Microwave Background Anisotropy seen by the COBE Differential Microwave Radiometer
对Peebles(1973)和Hauser & Peebles(1973)提出的角功率谱估计方法进行了改进,并应用于COBE DMR的4年图。用$P(k) \propto k^n$将观测天空的功率谱与大量模拟随机天空的功率谱进行了比较,模拟随机天空的噪声等于观测噪声,原始密度起伏功率谱为幂律形式。在对应球谐指数$3 \leq \ell \lesssim 30$的空间尺度范围内,谱指数的最佳拟合值为表观谱指数$n_{app}$ = 1.13(+0.3)(-0.4),与Harrison-Zel'dovich原始谱指数$n_{app} = 1$一致。
1996-01-12 astro-ph
Angular Power Spectrum of the Microwave Background Anisotropy seen by the COBE Differential Microwave Radiometer
对Peebles(1973)和Hauser & Peebles(1973)提出的角功率谱估计方法进行了改进,并应用于COBE DMR的2年图。用$P(k) \propto k^n$将真实天空的功率谱与大量模拟随机天空的功率谱进行了比较,模拟随机天空的噪声等于观测噪声,原始密度起伏功率谱为幂律形式。在COBE DMR覆盖的有限空间尺度范围内,对应于球谐指数$3 \leq \ell \lsim 30$,光谱指数的最佳拟合值为$n = 1.25^{+0.4}_{-0.45}$,Harrison-Zeldovich值$n = 1$比最佳拟合值低约0.5 $σ$。对于$3 \leq \ell \lsim 19$,最适合的是$n = 1.46^{+0.39}_{-0.44}$。将小$\ell$处的COBE DMR $ΔT/T$与来自度标度各向异性实验的$\ell \approx 50$处的$ΔT/T$进行比较,得到了包括$n = 1$的较小范围的可接受光谱指数。
1994-05-16 astro-ph
On the microwave background anisotropy produced by big voids in open universes
使用爱因斯坦方程的托尔曼-邦迪解来模拟在Bootes观察到的空洞的时间演化。中心区的密度衬度($\sim -0.75$)及其半径($\sim 30h^{-1} \ Mpc$)是固定的,而宇宙的密度参数、空洞壁内密度衬度的幅度、空洞壁的宽度以及空洞中心到本振群的距离是适当变化的。的微波背景各向异性产生的Bootes-like空隙估计为一组重要的位置。所有的空隙都被放置在远离最后一个散射表面的地方。结果表明,这些空洞产生的各向异性强烈依赖于密度参数,壁结构和空洞的位置。减去多普勒偶极子和四极子,计算剩余各向异性。在具有密度参数$Ω_{0}=0.2$的开放宇宙中,一些孤立的类似于Bootes的空洞位于红移1到10之间的情况下,剩余的各向异性在几度的尺度上似乎是$10^{-6}$的几倍。这种各向异性比以前对其他情况的估计大约大一个数量级。根据这一结果,定性地研究了由空隙分布产生的各向异性。与以前的估计进行了比较讨论。
1996-01-31 astro-ph
Density Perturbations of Quantum Mechanical Origin and Anisotropy of the Microwave Background
如果宇宙微波背景辐射中的大角度尺度各向异性是由量子力学起源的长波宇宙学扰动引起的,那么它们很可能是引力波,而不是密度扰动或转动扰动。
1994-05-25 astro-ph gr-qc
The Optical Design and Characterization of the Microwave Anisotropy Probe
目前在轨的MAP卫星的主要目标是在20至100 GHz之间的五个频带上制作全天空的高保真偏振敏感地图。从这些图中,我们将描述宇宙微波背景(CMB)各向异性和银河系和河外辐射的角尺度范围从有效光束大小,<0.23度,到整个天空的特性。MAP是一种差分微波辐射计。两个背靠背的形状偏移格里高利望远镜饲料两个镜面对称阵列的十个波纹饲料。我们描述了发射前的设计和表征的光学系统,比较光学模型的测量,并考虑多种可能的来源的系统误差。
2003-01-10 astro-ph
Data Reduction and Analysis of the Python V Cosmic Microwave Background Anisotropy Experiment
本文介绍了在南极洲阿蒙森-斯科特南极站使用巨蟒望远镜第五个工作季节对微波天空的观测。该系统包括一个0.75米的离轴望远镜,配备了一个基于HEMT放大器的辐射计,在两个频带中具有37-45 GHz的连续灵敏度。使用$0.91^{\circ} \times 1.02^{\circ} $光束,该仪器对天空的598度$^2$进行了完全采样,包括在前四个Python观测季节中测量的场。解释所观察到的波动在宇宙微波背景的各向异性,我们放置在八个多极带的波动的角功率谱上的限制$l \sim 260$。观察到的光谱与COBE实验和以前的Python结果一致。总功率维纳滤波的CMB地图也被提出。已知前景没有重大污染。结果表明,从大($l \sim 40$)到小($l \sim 200$)角尺度的角功率谱有明显的上升。
1999-11-22 astro-ph
Cosmic Microwave Background Anisotropy Observing Strategy Assessment
我开发了一种方法来评估仪器的能力,再加上观测策略,测量的角功率谱的宇宙微波背景(CMB)。它允许有效地计算预期的参数不确定性。与这种方法有关的是一种通过“本征模窗函数”以图形方式表示观测对光谱不同区域的灵敏度的方法,这是表示窗函数迹线的传统做法的概括。我将这些技术应用于今年夏天将飞行的球载测辐射热仪器(MSAM 2)。我发现,一个顺利的扫描二次是优于斩波之一,在这种情况下,一个非常简单的解析公式提供了一个很好的(40%或更好)近似预期的功率谱的不确定性。
1996-07-09 astro-ph
The Effect of the Detector Response Time on Bolometric Cosmic Microwave Background Anisotropy Experiments
分析了探测器响应时间对测热测量宇宙微波背景各向异性的影响。我们量化的影响,在一个单一的无量纲参数$L$定义为之间的比例的时间,光束扫描自己的大小和测辐射热计的响应时间。当$L$减小到低于$\sim 2.5$时,实验的点源响应变得延长。我们引入了一个窗口函数矩阵的时间流数据的基础上评估的细长光束的影响。我们发现窗函数矩阵元素的值作为$L$的函数缓慢地减小。我们的分析和结果适用于其他情况下的光束不对称。对于普朗克测量卫星上的高频仪器,我们表明,对于广泛的$L$的实验提取宇宙学参数的能力没有退化。我们的分析提高了调整CMB各向异性实验的设计参数的灵活性。
1998-06-18 astro-ph
Minimal Microwave Anisotropy from Perturbations Induced at Late Times
除了宇宙流体的原始引力不稳定性之外,已经提出了各种机制来在相对较晚的时间产生大尺度结构,包括,例如,“晚期”宇宙学的相变。在这些情况下,可以想象宇宙在最后一次散射时几乎是均匀的,并且在原始等离子体重组后的某个时候扰动会迅速增长。在此基础上,有人认为,可以产生大的不均匀性,而留下相对较小的印记的宇宙微波背景(MBR)的各向异性。在本文中,我们计算出最小的各向异性可能在任何“后期”的情况下,结构形成,目前观察到的不均匀性水平。由于非均匀性的增长涉及时变的引力场,这些情况下不可避免地产生显着的MBR各向异性通过萨克斯-沃尔夫效应。此外,我们表明,大角度MBR的各向异性所产生的快速后复合增长的不均匀性一般大于通过重力不稳定性生长的相同的不均匀性。在"现实“情景中,与具有原始绝热波动的模型相比,可以降低各向异性,但只能在非常小的角尺度上。在晚期模型中,任何特定的各向异性测量值都可以变得很小,但只有使引力场的时间依赖性变得足够“病态”。
1993-01-21 astro-ph
Galaxy clusters and microwave background anisotropy
讨论了自由下落球形团簇产生的微波背景各向异性的估计。这些估计是基于瑞士奶酪和托尔曼邦迪模型。证明了这些模型只给出了观测到的星系团产生的各向异性的上限。通过使用球对称码,包括无压物质和一个热重子气体,得到了新的上限。比较了热气体和无压组分对总各向异性的贡献。由压力产生的影响被证明是可以忽略不计的,因此,基于N体模拟的集群各向异性的估计是合理的。在剧烈弛豫现象之后,任何实际的富团簇只能产生振幅为$10^{-7}$量级的小的各向异性。在剧烈弛豫的快速过程中,由非线性团簇产生的各向异性预计在区间$(10^{-6},10^{-5})$内变化。这些各向异性的角度尺度进行了讨论。
1995-07-08 astro-ph
MAXIMA-1: A Measurement of the Cosmic Microwave Background Anisotropy on angular scales of 10 arcminutes to 5 degrees
本文给出了MAXIMA首次飞行的宇宙微波背景(CMB)的各向异性图和角功率谱。MAXIMA是一个球载实验,由16个在100 mK下工作的测辐射热光度计组成。MAXIMA在150、240和410 GHz频率下以10角分的分辨率观测了124平方度的天空区域。使用飞行中测量的CMB偶极子各向异性的数据进行校准。从三个150和一个240 GHz的光度计,而不需要前景减法的CMB各向异性的地图。对该CMB图的分析产生在36 <1 < 785范围内的CMB各向异性的功率谱。光谱显示在1 ~ 220处具有78 +/-6微开的振幅的峰,并且对于400 <1 < 785,振幅在~40微开和~50微开之间变化。
2000-10-02 astro-ph
Synchrotron Emission from Hot Accretion Flows and the Cosmic Microwave Background Anisotropy
目前对最敏感的宇宙微波背景(CMB)实验频率范围内的射电源数量的估计明显低于具有强烈反转光谱的源。在邻近星系核中的超大质量黑洞周围的热吸积流被期望通过热同步辐射产生反向射电谱。我们计算这些源的温度波动和功率谱在普朗克勘测30 GHz的能量通道,预计他们的发射峰值。我们发现,它们的潜在贡献一般是可比的仪器噪声,并在小角度尺度的CMB各向异性水平的方法。即将到来的CMB任务,这将提供一个大的统计样本的倒谱源,将是至关重要的,以确定在附近的静止星系核的热吸积流的分布。在不同的频率通道中检测这些源将有助于限制它们的频谱特性,从而限制它们的物理特性。
2000-05-11 astro-ph
From the time-ordered data to the Maximum-Likelihood temperature maps of the Cosmic Microwave Backgorund anisotropy
我们回顾了宇宙微波背景数据分析的选择方法,适合于分析目前最大的数据集。重点研究了基于极大似然法的时序数据处理技术和地图生成算法。所提出的方法已被应用到MAXIMA数据分析(Hanany等2000年)和说明的算法的描述与来自该经验的例子。对上述问题的更广泛介绍将在即将发表的论文中给出(Stompor等人,2001年)。
2000-12-20 astro-ph
Cosmic Microwave Background Anisotropy from Nonlinear Structures in Accelerating Universes
本文研究了具有尘埃和宇宙学常数的平坦宇宙中球对称非线性结构引起的宇宙微波背景(CMB)各向异性。利用Lemaitre-Tolman-Bondi时空模型模拟了随时间演化的球形补偿空洞/团块,并利用爱因斯坦方程数值求解了零测地线方程。我们发现,非线性空洞使通过它的CMB光子发生红移,而与它的距离无关;相反,如果非线性团块离我们很近(或足够远),则会使CMB光子发生蓝移(或红移)。本分析全面涵盖了以前的作品的基础上薄壳近似和线性/二阶摄动方法和壳厚度和全非线性的影响。我们的研究结果表明,如果准线性和大($>100$ Mpc)的空洞/肿块将存在,他们可以观察到冷或热点的温度变化$>10^{-5}$ K的CMB天空。
2008-09-11 astro-ph
The Amplitude and Spectral Index of the Large Angular Scale Anisotropy in the Cosmic Microwave Background Radiation
在许多宇宙学模型中,宇宙微波背景辐射的大角度尺度各向异性是由光谱指数$n$和四极振幅$Q$参数化的。对于一个Peekel-Harrison-Zel'dovich频谱,$n=1$。利用远红外巡天(FIRS)的数据和一种新的统计方法,得到了$-1 < n < 3$和$0 \le Q \le 50~μ{\rm K}$宇宙学模型的似然等值线图。我们发现,在$(n, Q) = (1.0, 19 uK)$的可能性最大。对于常数$n$,似然性在$Q \approx 14 uK$和$25 uK$处下降到其最大值的一半,对于常数$Q$,似然性在$n \approx 0.5$和$1.4$处下降到其最大值的一半。无论$Q$如何,对于$n < -0.4$和$n > 2.2$,可能性总是小于其最大值的一半,对于$Q < 8 uK$和$Q > 44$也是如此。
1994-04-07 astro-ph
Cosmic Microwave Background Anisotropy Window Functions Revisited
大多数宇宙微波背景(CMB)各向异性观测的主要结果是通过某些宽带平均的角功率谱(称为带功率)的估计。这些估计反过来又被用来产生宇宙学参数的约束,由于所有的CMB观测。对宇宙学参数的这种估计的关键是计算给定实验的期望带功率,给定理论功率谱。这里我们推导出了用于这种计算的“频带功率”窗函数,并指出它与用于计算方差的窗函数是不等价的。这个重要的区别在许多文献中都没有:方差窗函数经常被用作带功率窗函数。我们讨论了这种假设的等效性的有效性,窗口函数的作用,约束功率在{ \it多}波段的实验,并总结了一个处方报告实验结果。这里详细介绍的分析方法应用在一个配套文件中的三年的数据从中等规模的各向异性测量。
1999-09-28 astro-ph
Optimizing Observing Patterns in Cosmic Microwave Background Radiation Anisotropy Experiments
在宇宙微波背景(CMB)各向异性实验中,考虑了观测策略设计中的几个因素。首先,我们考虑在固定的观测时间内,人们应该观测到的天空中独立点的数量。给定一个假设的天空温度波动水平,$σ_{sky}$和仪器噪声$s$的存在下,在K s $^{-1/2}$和总的观测时间$t_{obs}$的单位,我们发现有一个最佳的点在天空中的数量,以最大限度地提高检测的置信水平。该数字是信噪比$R^2 = σ_{sky}^2 t_{obs}/s^2$的函数。我们用蒙特卡罗模拟验证了这一分析结果,其中还包括天空中不同位置之间的相关性。此外,使用$n=1$谱的高斯波动,我们表明,安排观察模式沿(大)圆,光栅扫描,或随机模式产生的结果是不可区分的蒙特卡洛。
1994-09-13 astro-ph
Constraints on the coupled quintessence from cosmic microwave background anisotropy and matter power spectrum
讨论了标量场与冷暗物质非最小耦合的精粹模型中线性扰动的演化。我们考虑了这种耦合对宇宙微波背景温度各向异性和物质扰动的影响。由于将冷暗物质的标度修改为$ρ_{c} = ρ_{c}^{(0)} a^{-3 + ξ}$,即使不改变物质和辐射的现有能量密度,我们也可以移动物质功率谱中的周转。这可用于约束耦合的强度。我们发现,该模型的现象是一致的,目前的观察到的耦合功率$n_{c} \leq 0.01$,而采用WMAP测量的电流参数。即将到来的宇宙微波背景观测继续集中在解决更高的峰值可能会对耦合的强度施加很大的限制。
2006-01-16 astro-ph
A Calculation of Cosmic Variance in Cosmic Microwave Background Anisotropy
基于暴胀宇宙学中的量子场论,我们对引力波引起的宇宙微波背景各向异性功率谱$\langle C_l\rangle$的方差$ΔC_l$进行了理论计算。
1995-05-24 astro-ph hep-ph
Correlations from Galactic foregrounds in the 1-year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe WMAP data
本文研究了球谐多极域中一种特殊的关联,用于宇宙微波背景(CMB)分析。这组相关性Δl=4n,n= 1,2...是由银河系坐标系中的对称信号引起的。因此,针对这种相关性的估计有助于消除银河平面中的局部亮点源和CMB水平的强漫射分量。我们使用3个玩具模型来说明这些相关性的意义,并将此估计应用于一些衍生的CMB地图与前景残差。此外,我们表明,我们提出的估计显着阻尼银河前景所造成的相位相关性。这项调查提供了银河系前景所造成的模式相关性的理解,这是有用的为CMB的前景清理方法铺平了道路。
2005-06-21 astro-ph
A Measurement of the Angular Power Spectrum of the Anisotropy in the Cosmic Microwave Background
本文报道了在宇宙微波背景中各向异性角功率谱的测量结果。在l=54(~3度)~ l=404(~0.45度)的23个不同多极子波段和26 ~ 46 GHz的6个频段上,在三个观测季节中测量了各向异性。这些测量每年都是一致的。波动的频谱指数(在低l测量)是一致的CMB和不一致的尘埃或银河系的自由-自由发射。此外,重复并证实了MSAM 1 -92实验(Cheng等人,1994)的观察结果。角谱显示出从在l=87处的dT_l = \sqrt{l(2l+1)<|a^m_l|^2>/4pi} = 49(+8,-5)\uK到在l = 237处的dT_l=85(+10,-8)uK的明显升高。这些值不包括总的+/-14\%(1 sigma)校准不确定性。分析和可能的系统误差进行了讨论。
1996-02-01 astro-ph
The Effect of Weak Gravitational Lensing on the Cosmic Microwave Background Anisotropy: Flat versus Open Universes
研究了引力透镜效应对平坦开放宇宙中宇宙微波背景各向异性的影响。我们发展了一种计算牛顿和同步共动规范中透镜效应引起的辐射功率谱变化的形式。先前认为可以忽略不计的贡献的CMB辐射功率谱的各向异性项的透镜相关性示出是可观的。然而,考虑到物质功率谱的非线性演化,仅产生基于线性演化的结果的微小差异。对于平坦和开放宇宙的一般结论是,透镜效应稍微平滑了辐射功率谱。对于给定范围的多极子,透镜效应随Ω增大,但对于相同的声学峰值,其随$Ω$减小。当$Ω$值在0.1-1范围内时,透镜效应对$l\leq 2000$辐射功率谱的最大贡献为$\sim$ 5%。
1997-02-26 astro-ph
The Anisotropy of the Microwave Background to l = 3500: Deep Field Observations with the Cosmic Background Imager
本文报道了利用宇宙背景成像仪在三个场深度观测的基础上,对多极区l ~ 200 - 3500范围内宇宙微波背景辐射各向异性的测量结果。这些结果证实了在早期的测量中首次报道的功率随l的增加而下降,并将这种功率下降的观察结果扩展到l ~ 2000。功率的下降与预测的主要各向异性阻尼一致。在较大的多极,l = 2000 - 3500,功率是3.1西格玛大于标准模型的内在微波背景各向异性在这个多极范围,和3.5西格玛大于零。该过剩功率与剩余射电源污染的预期水平不一致,但是对于σ_8>~ 1,由于次级Sunyaev-Zeldovich各向异性,与预测水平一致。需要进一步观察以确认这种过量的水平,如果得到确认,则确定其来源。
2003-03-11 astro-ph
A Preliminary Detection of Arcminute Scale Cosmic Microwave Background Anisotropy with the BIMA Array
我们使用伯克利-伊利诺伊-马里兰协会(BIMA)阵列配备了敏感的厘米波接收器,以扩大我们的搜索弧分尺度各向异性的宇宙微波背景(CMB)。该干涉仪结构紧凑,在6.6' FWHM视场范围内获得弧分尺度的高亮度灵敏度。该实验对平带功率峰值的灵敏度在l=5530的多极处,其对应于~ 2 '的角标度。我们提出的分析,共470小时的11个独立的领域,这是根据其低红外对比度和缺乏明亮的射电源选择的源积分时间。将贝叶斯分析应用于可见性数据,我们发现CMB各向异性平带功率Q_flat = 6.1(+2.8/-4.8)微开尔文,置信度为68%。非零信号的置信度为76%,并且我们发现在95%置信度下Q_flat < 12.4微开尔文的上限。我们补充了我们的BIMA观测与同期观测在4.8 GHz的VLA搜索和删除点源。我们发现点源对观测到的各向异性的贡献并不显著。
2000-12-07 astro-ph