The Large-Scale Polarization of the Microwave Foreground
关于暴胀引力波和再电离的大多数有用信息都是在大角度尺度上的，在那里银河前景污染是最严重的，所以一个关键的挑战是建模，量化和消除极化前景。我们使用莱顿无线电调查量化的偏振同步辐射在大角度尺度，这可能是最具挑战性的偏振污染物的WMAP卫星。我们发现在408- 820 MHz范围内同步辐射的E-和B-贡献在10%以内相等，在较高频率处有E-支配的暗示。我们量化了法拉第旋转和去极化效应，并表明它们会导致同步加速器极化百分比向低频和低多极下降。
2003-05-29 astro-ph
The large-scale polarization of the microwave background and foreground
DASI对CMB偏振的发现揭开了宇宙学的新篇章。关于暴胀引力波和再电离的大多数有用信息都是在大角度尺度上的，在那里银河前景污染是最严重的，所以一个关键的挑战是建模，量化和消除极化前景。我们使用的POLAR实验，COBE/DMR和无线电调查，以提供最强的限制到目前为止的TE交叉功率谱的CMB大角度尺度和量化的偏振同步辐射，这可能是最具挑战性的偏振污染物的MAP卫星。我们发现，同步加速器的E-和B-的贡献是等于在10%以内，从408-820 MHz的提示E-统治在更高的频率。我们量化的法拉第旋转和退偏振效应在二维（1，NU）平面，并表明，它们导致的同步加速器的偏振百分比下降都朝向较低的频率和朝向较低的多极。
2004-08-02 astro-ph
Polarization observations in a low synchrotron emission field at 1.4 GHz
我们提出的第一个观察的扩散偏振同步辐射的补丁（$\sim 3^\circ \times 3^\circ$）在BOOMERanG领域，与最低的CMB前景发射的领域之一。这项工作已经进行了与澳大利亚望远镜紧凑型阵列在1.4 GHz的3.4弧分分辨率和灵敏度的$\sim 0.18$毫焦光束$^{-1}$。平均偏振信号被发现是$P_{rms} = \sqrt{(Q_{rms}^2 + U_{rms}^2)} = 11.6 \pm 0.6$ mK，几乎比银道面低一个数量级。外推宇宙学调查的兴趣频率表明，偏振同步辐射前景噪声应该允许检测CMB偏振$E$ -模式已经在32 GHz，使我们相信，在90 GHz，它是可以访问的，没有相关的前景污染。最后但并非最不重要的是，即使是$T/S > 0.01$的$B$-模式检测也不排除在这样的低发射贴片中。
2003-07-21 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
Three-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Foreground Polarization
我们提出了一个全天空的偏振银河微波辐射模型的基础上三年的观测威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）在23至94 GHz的频率。该模型比较地图的斯托克斯Q和U组件从每个WMAP的5个频带，以分离同步辐射尘埃排放，考虑到同步辐射和尘埃组件的空间和频率的依赖性。这种简单的星际介质双组分模型至少解释了WMAP微波天空图中97%的偏振辐射。同步辐射占主导地位的极化前景在低于50 GHz的频率，并在65 GHz的灰尘的贡献。同步加速器部分的光谱指数，完全来自偏振数据，在整个天空的平均值是-3.2，在银河平面上有一个适度平坦的指数。同步辐射在银道面内的平均偏振分量为2- 4%，在高纬度地区可达20%以上，并具有显著的特征，如北银河支比漫射分量更偏振。热尘埃辐射在银河系中心附近的偏振度为1%，在反中心上升到6%。来自高纬度尘埃的漫射辐射也是偏振的，平均偏振分数为0.036 +/- 0.011。
2007-04-30 astro-ph
Radio frequency foreground emission and the separation of microwave anisotropies from foreground contamination
考虑了同步辐射、自由-自由辐射和离散源对CMB测量的影响。利用低频图和最近的特内里费数据，对银河系波动的水平和功率谱进行了估计。新的方法实现了基于频率的分离银河系和CMB组件进行了讨论，和一个积极的/消极的最大熵算法在这方面特别强大。
1996-11-26 astro-ph
Foregrounds and experiments below 33GHz
在本文中，我报告的特内里费岛开关光束（10 GHz至33 GHz）的实验和Jodrell银行5 GHz干涉仪和他们的预测前景水平的最新结果。完整的数据分析和结果将在其他地方提供。发现在10 GHz以上，自由-自由辐射占主导地位，而在5 GHz以下，同步辐射占主导地位。
1999-05-07 astro-ph
Angular Spectra of Polarized Galactic Foregrounds
一般认为，磁场线会因银河系中的湍流运动而扭曲和弯曲。因此，银河系的同步辐射和尘埃的热辐射都反映了银河系湍流的统计特征。我们的简单模型的银河系湍流，我们的模拟结果的动机，预测银河系盘和晕表现出不同的角功率谱。我们发现，观察到的同步辐射角谱与我们的模型是兼容的。我们还表明，我们的模型是兼容的角光谱的恒星光偏振的银河系盘。最后，我们讨论了如何可以估计偏振微波辐射尘埃在星系晕使用星光偏振。
2003-06-09 astro-ph
Estimating the spectral indices of correlated astrophysical foregrounds by a second-order statistical approach
我们提出了一种新的方法，相关成分分析（CCA）的基础上二阶统计，估计混合矩阵，一个关键成分，分离叠加到宇宙微波背景（CMB）的天体物理前景的第一次测试。在本申请中，混合矩阵是参数化的银河系同步加速器和热尘埃排放的光谱指数，而自由-自由光谱指数是由基本物理学规定的，因此假设是已知的。我们认为模拟观测微波天空与角分辨率和白静止噪声在标称水平的普朗克卫星，和现实的前景排放，与位置相关的同步光谱指数。我们使用两组普朗克频率通道：低频组，从30到143 GHz，辅以Haslam 408 MHz映射，高频组，从217到545 GHz。在银河系平面上的强烈的自由-自由发射的浓度引入了一个陡峭的依赖性的光谱指数的全球银河系发射与银河系纬度，接近银河系赤道。由于普朗克的角分辨率有限，特别是在低频时，这一特征使得CCA难以恢复该区域的同步加速器光谱指数。然而，在银河系赤道周围切出一条狭窄的带（|b| <3度），使我们能够克服这个问题。我们表明，一旦这条被删除，CCA允许一个有效的前景减法，与残余的不确定性引起的微小贡献的错误恢复CMB功率谱。
2006-09-26 astro-ph
Synchrotron Emission from the Galaxy
银河系同步辐射与宇宙微波背景辐射相比，在总功率和偏振方面都是一个潜在的令人困惑的前景。它本身也包含许多物理信息。本文综述了同步辐射的振幅、角功率谱和频谱，这些都是从现有的去条纹图中得到的。在2.4 GHz以上的频率上，还没有角分分辨率的地图。这些不完整的信息得到了超新星数据的补充，超新星被认为是银河系辐射中发现的环和刺的祖先。从像素到像素的频谱指数的可能的变化被突出显示。比较了自由-自由辐射和同步辐射的相对贡献，认为自由-自由辐射的贡献可能小于COBE的预测。新的高分辨率的银河平面偏振调查表明，迄今为止观察到的所有尺度的细节。在高纬度地区，大的偏振百分比意味着偏振CMB信号的前景污染将比非偏振辐射更严重。
1998-04-21 astro-ph
Impact of foregrounds on Cosmic Microwave Background maps
我们讨论了天体物理前景对宇宙微波背景（CMB）实验的三个最近令人兴奋的结果的可能影响：温度-偏振（TE）相关功率谱的WMAP测量，度尺度上的CMB偏振波动的DASI实验的检测，以及由CBI和BIMA组报告的弧分尺度上的过剩功率。一个大的贡献，从银河系同步辐射的TE功率谱在大的角度尺度上确实是预期的，在较低频率的WMAP通道，根据目前的，虽然非常不确定的，模型;在较高的频率，同步信号的快速下降可能会在一定程度上，补偿偏振尘埃排放。最近在高射频的河外射电源的偏振特性的测量表明，在30 GHz的度尺度上的CMB偏振的污染是大大低于预期的CMB E-模式振幅。加上同步加速器的贡献，我们估计，DASI检测到的信号的整体前景污染可能是显着的，但不占主导地位。如果原星系气体被加热到维里温度，并且其冷却时间与星系形成时期的哈勃时间相当，那么BIMA实验检测到的弧分尺度上的过剩功率可能是由于星系尺度的Sunyaev-Zeldovich效应。CBI小组报告的信号在比BIMA的尺度稍大的尺度上受到无线电源的大量污染，这一点不能轻易排除。
2004-01-12 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
Separation of foreground and background signals in single frequency measurements of the CMB Polarization
宇宙微波背景（CMB）的偏振是现代宇宙学的一个强有力的观测工具。它允许打破基本宇宙学参数的简并性，人们无法仅使用各向异性数据获得，并提供了对早期宇宙中存在的条件的新见解。许多实验正在进行中，其目的是检测CMB的各向异性和偏振。然而，CMB偏振的测量受到偏振前景存在的阻碍，首先是我们银河系的同步辐射，其重要性随着频率的降低而增加，并且在低于约50 GHz的频率下主导偏振漫射辐射。在过去，CMB和同步加速器的分离是结合在不同频率下对同一天空区域的观测进行的。在本文中，我们表明，同步加速器和尘埃前景的偏振分量的统计特性是不同的CMB的偏振分量的统计特性，因此可以建立一个统计估计，允许提取的偏振分量的CMB从单频数据时，偏振CMB信号只是一小部分的总偏振信号。我们的估计提高了信号/噪声比的CMB的偏振分量，并减少从约50 GHz到约20 GHz的频率以上的CMB的偏振分量可以从单频图的漫射辐射提取。
2003-06-12 astro-ph
Determining Foreground Contamination in CMB Observations: Diffuse Galactic Emission in the MAXIMA-I Field
宇宙微波背景辐射的观测可能会受到来自银河尘埃和同步辐射等源的漫射前景辐射的污染。在这些情况下，污染源的形态是已知的，从不同频率的观察，但不是其振幅在感兴趣的频率为CMB。我们开发了一种技术来解释这种情况下这种发射的影响，并同时估计宇宙微波背景辐射观测中的前景振幅。我们将该技术应用于来自MAXIMA-1实验的CMB数据，使用IRAS和DIRBE观测组合的银河尘埃发射图，以及银河同步辐射观测的汇编。MAXIMA观测到的150- 450 GHz范围内的尘埃辐射谱与较好的模式一致，但对CMB功率谱观测的影响可以忽略不计。
2004-09-27 astro-ph
Foreground analysis of the WMAP three-year data with FASTICA
我们提出了一个分析的前景排放存在于WMAP 3年的数据确定的独立成分分析的方法。我们推导出WMAP数据和前景模板之间的耦合系数，然后用于推断三个前景组件的光谱行为-同步辐射，异常尘埃相关发射和自由。对于前两个组成部分，我们发现的值与以前的结果一致，虽然稍微陡峭。我们确认的不一致性之间的缩放的Ha模板和自由-自由发射在K-和Ka-波段的电子温度为~ 4000 K的指示。我们还看到了证据，显着平坦的频谱行为，以更高的频率比预期的理论和以前指出的Dobler等人。（2008 a），但仅在分析Kp 2天空覆盖时。我们进一步应用FASTICA '迭代'，使用数据预清洗使用前景模板缩放到WMAP频率的耦合系数确定的前FASTICA分析。这种多频率分析允许我们确定模板未跟踪的残留前景发射的存在。我们确认存在一个组件空间分布沿银河平面，特别是增强中心附近（“WMAP雾”）。当使用WMAP K-Ka数据作为同步加速器模板时，这种发射的扩展较小，这证实它可以被认为是WMAP数据前景清理的更好模板。然而，它的使用使前景发射和残差的性质的物理解释复杂化。因为它包含几种物理上不同的发射机制的混合物。
2008-07-11 astro-ph
Polarized Foregrounds Power Spectra vs CMB
简要回顾了我们在宇宙微波背景图偏振前景污染方面的工作。我们首先总结了偏振宇宙学信号的主要性质，导致了天空中偏振张量场的“电”（E）和“磁”（B）分量。然后，我们描述了我们目前的理解，从银河系同步加速器和银河系外的点源的次度各向异性。我们讨论了它们对宇宙学E模和B模的污染。
2001-11-08 astro-ph
Reappraising foreground contamination in the COBE-DMR data
随着全天空H-Alpha巡天的出现，有可能确定一个可靠的弥漫性星际介质的自由-自由模板（Dickinson，Davies & Davis 2003），它可以与同步加速器和尘埃模板结合使用，以校正宇宙微波背景辐射观测的弥漫性银河前景。我们利用COBE-DMR在31.5、53和90 GHz的数据，并采用互相关技术重新评估前景贡献，特别是由于已知与H-Alpha相关的灰尘DMR微波图被发现包含，以及预期的同步加速器和自由-自由分量，一个与DIRBE的140微米尘埃图紧密相关的成分。在31.5、53和90 GHz处，该发射在140微米处分别为6.3 +/- 0.6、2.4 +/- 0.4和2.2 +/- 0.4 microK/（MJy/sr）。当根据Finkbeiner、Davis和Schlegel（1999年）的模型7对热尘埃的贡献进行校正时，仍然存在一个强烈的异常尘埃发射分量，它与$ν^{-β}$形式的频谱很好地拟合，其中DMR频率范围内的β值约为2.5;这是31.5 GHz的主要前景。这一结果意味着存在一个发射成分与灰尘一样的形态，但同步加速器一样的光谱。我们讨论了这个组件的可能起源，并比较它与最近的WMAP解释。本研究提供的对单个前景的更好的了解使得更大的天空区域（|b| >15）能够用于重新评估CMB四极归一化Qrms-PS和标量扰动光谱指数n。我们发现Qrms-PS=15.2^…
2003-07-14 astro-ph
Galactic contamination in the QMAP experiment
我们量化的前景污染水平的QMAP宇宙微波背景（CMB）的数据有两个目标：（a）测量的水平，QMAP功率谱测量需要校正的前景和（b）使用此数据集，以进一步完善当前的前景模型。我们交叉相关的QMAP数据与各种前景模板。发现30 GHz Ka波段数据与Haslam 408 MHz和Reich和Reich 1420 MHz同步加速器图显著相关，但与漫射红外背景实验（DIRBE）240、140和100微米图或威斯康星H-阿尔法绘图仪（WHAM）调查无关。40 GHz Q波段没有显著的模板相关性。我们讨论的限制，这地方的同步加速器，自由和尘埃排放。我们还重新分析了前景清洁Ka波段的数据，发现两个波段的功率测量分别降低了2.3%和1.3%。
2000-03-08 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
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
Foreground separation methods for satellite observations of the cosmic microwave background
本文提出了一种分离宇宙微波背景辐射（CMBR）模拟卫星观测中不同前景成分辐射的最大熵方法。特别是，该方法适用于模拟观测拟议的普朗克测量卫星。Bouchet和Gispert（1998）进行的模拟包括来自CMBR的发射、来自星系团的动力学和热Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应、以及银河尘埃、自由-自由和同步辐射。我们发现，MEM技术表现良好，并产生忠实的重建的主要输入组件。该方法还与传统的维纳滤波相比，并示出产生一致的更好的结果，特别是在恢复的热SZ效应。
1998-06-30 astro-ph
Separation of foregrounds from cosmic microwave background observations with the MAP satellite
为了将宇宙微波背景（CMB）辐射从前景污染物和仪器噪声中分离出来，并由此确定如何精确地恢复CMB辐射，本文分析了微波各向异性探测器（MAP）对$10\dg \times 10\dg$场的模拟观测。模拟包括CMB的辐射、星系团的动力学和热Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应以及银河尘埃、自由-自由和同步加速器。我们发现，即使在这些污染的前景的存在下，CMB地图重建的均方根精度约为20 $μ$ K每12.6弧分像素，这代表了一个实质性的改善相比，单独的温度敏感性的原始数据通道。我们还发现，对于单一的$10\dg \times 10\dg$字段，CMB功率谱准确地恢复为$\ell \la 600$。
1998-10-15 astro-ph
Foreground analysis from the 1-year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) data
我们提出了一个详细的分析阶段的WMAP前景（同步辐射，自由和尘埃排放）的WMAP的K-W波段，以估计的显着性的变化的光谱指数在不同的组件。我们首先提取谱指数变化的信号，通过假设不同频带之间的不变部分具有100%的相位互相关。然后，我们使用通常用于提取CMB信号的方差最小化来提取与频率无关的信号。每个前景分量中的这种公共信号对于任何种类的分量分离方法都可以起到重要作用，因为这些方法不能区分频率无关的前景和CMB。
2004-07-19 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
Detecting Magnetic Fields in Large-Scale Structure with Radio Polarization
我们尝试通过观测结构形成激波产生的偏振同步辐射来探测非连续大尺度结构（LSS）中的磁场。在最大的星系团之外，人们对磁场的强度和顺序知之甚少，而同步辐射作为探测这些低密度区域磁场的一种手段，有着巨大的希望。我们报告的意见，在绿岸望远镜揭示了一个可能的Mpc扩展后发座星系团遗迹。我们还强调了扩散星系前景发射对任何大规模，低表面亮度河外发射搜索构成的主要障碍。最后，我们探讨了互相关的漫射无线电发射与光示踪剂的LSS作为一种手段，统计检测磁场在存在这种混淆的前景发射。
2008-12-13 astro-ph
The effect of Galactic foreground subtraction on redshifted 21-cm observations of quasar HII regions
我们评估的影响，银河系同步加速器前景去除观测高红移类星体HII地区的红移21厘米发射。我们考虑了在星系际介质（IGM）中观察到类星体的情况，该介质的电离结构相对于HII区域的光穿越时间演化缓慢，以及演化迅速的情况。后一种情况预计将在再电离时代结束时出现，届时将观测到最高红移的发光类星体。在没有前景的情况下，IGM中的中性氢的分数可以直接从HII区域和周围IGM之间的对比度测量。然而，我们发现，前景去除降低观察到的HII区域和IGM之间的对比度。这表明，中性部分的测量将需要建模，以纠正这种系统性影响。另一方面，前景去除不会修改21厘米地图的最突出的特征。使用一个简单的算法，我们证明，所观察到的HII区域的大小和形状的测量将不会受到连续前景去除。此外，这些量的测量不会受到快速演变的IGM的存在的不利影响。
2008-05-01 astro-ph
MHD Turbulence as a Foreground for CMB Studies
对银河系扩散同步辐射的强度和偏振以及星光偏振的测量揭示了涨落的幂律谱。我们表明，这些波动可以产生磁流体动力学（MHD）湍流在银河系盘和晕。为了做到这一点，我们考虑到收敛的几何形状的观察时，观察者是在湍流体积内的视线。假设湍流强度沿视线方向变化，我们得到了与观测到的同步加速器数据的合理拟合。至于偏振星光的光谱，考虑到观测样本偏向邻近恒星的事实，我们得到了与观测值很好的拟合。
2002-05-17 astro-ph physics.flu-dyn physics.geo-ph
Polarization angular spectra of Galactic synchrotron emission on arcminute scales
我们研究了南银道面巡天28 ° ^2测试区1.4 GHz银河系同步辐射偏振分量的角功率谱。这些数据是由澳大利亚望远镜紧凑阵列获得的，使我们能够研究角功率谱到角分尺度。我们发现，在这个频率下，E-和B-模式的偏振光谱似乎是由法拉第旋转产生的紧凑的前景屏幕的影响。偏振强度PI= \sqrt{Q^2+U^2}的角谱示出了不同的行为。这与斜率为1.7的幂律很好地拟合，这与更高频率的结果一致，并且可能更有把握地外推到宇宙学窗口。
2002-07-11 astro-ph
CMBPol Mission Concept Study: Foreground Science Knowledge and Prospects
我们报告我们的知识，银河系前景，以及如何CMB卫星任务，旨在检测一个原始的B模式信号（CMBPol）将有助于改善it.We审查的观测和分析技术，用于约束银河系磁场的结构，其存在是负责银河系的排放极化。虽然我们目前对磁化星际介质的了解有些有限，但预计到CMBPol飞行的时候，我们对它的性质的了解会有戏剧性的提高。由于高分辨率和高灵敏度的仪器在30 GHz和850 GHz之间的频率下观测整个天空，CMBPol不仅可以通过观测银河系的同步辐射来改善这一图像，还可以帮助约束尘埃模型。来自星际尘埃的偏振发射确实在CMBPol的最高频率通道中占主导地位。因此，在这些波长上的观测，再加上对星光偏振的地面研究，将使我们能够更好地理解尘埃的性质以及尘埃颗粒与银河磁场对齐的机制。CMBPol还将为目前尚未完全理解的观测提供新的线索。对异常尘埃和同步辐射的形态学研究确实会限制它们的性质和特性，而寻找日光层尘埃辐射的波动将检验我们对环日光层星际介质的理解。最后，为了最大限度地利用从CMBPol的CMB透镜观测中提取的宇宙学约束，有必要获得更多关于银河系外源特性的信息。（节略）
2008-11-24 astro-ph
WMAP 3yr data with the CCA: anomalous emission and impact of component separation on the CMB power spectrum
相关成分分析（CCA）使我们能够估计如何在CMB实验中混合不同的扩散排放，利用其他调查的补充信息。处理可能的附加组件特别有用。CCA的应用WMAP地图假设只有典型的银河系的排放量存在，突出了广泛存在的光谱平坦的“同步加速器”的组成部分，很大程度上不相关的同步加速器模板，这表明一个额外的前景确实需要。我们已经测试了这种成分的各种光谱形状，即如果它是平坦的同步加速器，则如预期的幂律，以及可能适合旋转尘埃发射的两种光谱形状：logS - log（频率）平面中的抛物线和灰体。对重建的CMB图进行的质量测试显然不利于两种模型。利用三个幸存的前景模型重建的CMB图估计的CMB功率谱与WMAP的功率谱基本一致，尽管其中至少有一个给出了比WMAP团队发现的更高的四极矩。考虑到前景建模的不确定性，我们发现，三个“好”模型的平均四极振幅低于标准LambdaCDM模型的预期小于1西格玛。此外，除了l~40处的过剩屈光度外，发现其他报告的模型预测偏差在统计学上不显著。我们证实了在大尺度（l < 20）CMB各向异性中存在显著的南北不对称性的证据。我们还提出了第一个，虽然是初步的，全天空地图的“异常”组件。
2007-07-24 astro-ph
Limits on CMBP B-Mode Measurements by Galactic Synchrotron Observations
宇宙微波背景极化的B模（CMBP）有望探测到暴胀留下的引力波背景，并探索宇宙的这一非常早期的阶段。然而，尽管它很重要，宇宙信号很小，并且可能受到天体物理前景的严重限制。在这篇文章中，我们讨论了一个主要的污染物，银河系的扩散同步辐射。我们简要报告了最近在银河系高纬度的深观测，最有趣的CMB的目的，因为低排放，并讨论了在CMBP调查的约束。这种污染与T/S = 10^{-2}--10 ^{-3}的CMB模型竞争，接近15%天空的固有极限（T/S ~ 10^{-3}）。如果通过未来更大天空覆盖范围的调查得到证实，这将为实验提供有趣的视角，针对选定的低排放区域，可以达到这一理论极限。
2006-07-10 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
Faraday Rotation as a Diagnostic of Galactic Foreground Contamination of CMB Maps
我们提出了一个诊断测试可能银河污染的宇宙微波背景的天空地图，旨在提供一个独立的检查方法来编译这些地图。该方法涉及到一个非参数测量的相互关系的法拉第旋转测量（RM）的河外源和测量的微波信号在相同的角位置。我们认为，所观察到的旋转措施的分布的统计特性是一致的银河系的起源，一个论点加强了直接测量的互相关性之间的灰尘，自由和同步辐射前景地图和RM值与最强的相关性是灰尘和自由。我们没有发现任何统计学上令人信服的证据表明RM值和COBE DMR图之间的相关性在任何频率，因此没有证据表明这些CMB图中存在残留污染。另一方面，有一个统计上显着的相关性RM与初步的WMAP个人的频率图，仍然显着的Tegmark等人。维纳过滤的地图，但不是在内部线性组合地图由WMAP团队制作。
2003-08-12 astro-ph
Implications of H-alpha Observations for Studies of the Cosmic Microwave Background
总结了自由-自由发射前景与银河系H-α发射的关系。描述了几乎覆盖整个天球的H-α观测。这些数据提供了一个模板，以隔离和/或删除银河系自由-自由发射的影响，从观测的宇宙微波背景。光谱学和成像提供了两种测量H-α发射的互补方法。光谱学因其速度分辨率而受到青睐，成像因其角分辨率而受到青睐。有了三个主要前景的模板，即同步加速器、热尘埃和自由-自由辐射，就有可能量化另一个前景的位置和亮度，比如旋转尘埃颗粒的位置和亮度。
1999-02-17 astro-ph
An angular power spectrum analysis of the DRAO 1.4 GHz polarization survey: implications for CMB observations
本分析的目的是提高知识的银河系漫同步辐射，这限制了敏感的CMB各向异性测量的统计特性。我们分析了新的DRAO 1.4 GHz极化调查与Stockert 1.4 GHz的总强度调查，并推导出角功率谱（APS）的总强度，极化发射，以及它们的互相关为整个调查和三个低强度区域。漫同步辐射的APS模型的幂律。对于$E$和$B$模，在多极区$\sim [30,300]$的斜率为$α\sim [-3.0,-2.5]$.通过将这些结果外推到70 GHz，我们可以估计CMB各向异性的银河系同步辐射污染，并且我们发现的结果与WMAP 3年数据的结果是一致的.在低强度区，当张量标量比为$T/S \gsim 0.5$和同步辐射温度谱指数为$β\sim -3$时，在$\ell \sim 100$处的宇宙学原始B模峰应该是清晰可见的。在前景与CMB信号的分离可以以$\sim 5-10%$的精度实现的情况下，其检测对于$T/S \gsim 0.005$和$β\sim -3$也是可能的。对于TE模式，从勘测中排除$|b_{gal}| \le 5^{\circ}$（用于$β\sim -3.0$）或$|b_{gal}| \le 20^{\circ}$（用于$β\sim -2.8$）的掩模足以使前景污染可忽略不计，从而证实WMAP具有清楚地观察温度-偏振相关峰和反峰系列的能力。
2006-07-13 astro-ph
Polarized synchrotron emission
银河系同步辐射是宇宙微波背景辐射（CMB）在角尺度$θ\gsim 1^\circ$和频率$ν\lsim 70$ GHz的各向异性观测中最相关的前景污染。准确理解CMB的偏振特性是提取CMB偏振各向异性所包含的宇宙学信息的关键。在$ν\sim 1$ GHz的无线电调查提供了独特的机会来研究银河系同步辐射，它代表了主导成分，可能除了区域接近银河系平面的自由-自由发射也很重要。本文综述了$θ\gsim 0.5^\circ$尺度上银河系射电巡天的观测状况。莱顿调查，由于其频率覆盖范围从0.408 GHz到1.411 GHz，仍然是理解去极化现象的根本重要性。最近在1.42千兆赫（总强度和偏振）的调查，具有更好的灵敏度和天空采样，现在覆盖两个天体半球，并允许准确地映射扩散同步辐射的相关特性。我们提出了一个分析这些调查的角度功率谱。一个简单的频率外推这些结果与最近的WMAP结果的比较表明，我们接近映射大部分的扩散同步辐射偏振波动，并了解相应的影响CMB实验。
2006-07-20 astro-ph
A method for subtracting foregrounds from multi-frequency CMB sky maps
本文提出了一种改进的从宇宙微波背景（CMB）星图中扣除污染物的方法，并用于估计未来实验恢复原始CMB涨落的能力。我们发现，朴素的方法减去前景（如灰尘排放，同步辐射，自由-自由-排放，未解决的点源，等）的像素像素为基础，可以提高一个以上的数量级，利用相邻像素的相关性的排放。最佳的多频减法改进了简单的逐像素减法，既考虑到噪声水平，并通过利用的事实，大多数污染物的角功率谱，大大不同于CMB的。结果很自然地在二维平面中可视化，轴由多极l和频率v定义。我们简要概述了该平面的地理位置，显示了各种实验探测的区域以及我们预计污染物占主导地位的区域。我们说明的方法，估计如何以及拟议的欧空局COBRAS/SAMBA任务将能够恢复CMB波动对污染的前景。
1996-07-25 astro-ph
Fluctuations in the Radio Background from Intergalactic Synchrotron Emission
星系际介质在大尺度结构形成过程中产生的激波加速了一群高度相对论性的电子，这些电子由于星系际磁场而发射出同步辐射。在以前的论文（Loeb & Waxman 2000）中，我们已经证明这些电子主要通过微波背景光子的逆康普顿散射冷却，从而可以产生所观察到的漫射伽马射线背景的强度和光谱。在这里，我们计算的强度和角度波动的无线电同步加速器的背景，结果从相同的高能电子，以及预期的角度波动的伽马射线背景。在小于一度的角标度上，预测的微波背景温度的涨落为40微K *（xi_B/0.01）（nu/10 GHz）^{-3}，其中xi_B是激波后能量密度的磁分数。这种前景可能已经主导了在现有的低频CMB实验中检测到的各向异性信号，并且可以通过多频率观测来确定。同步加速器波动的检测将允许确定星系际磁场的强度。我们预测在低频无线电波和高能伽马射线下拍摄的高分辨率地图之间存在很强的相关性。年轻的X射线团也可能以射电或伽马射线团的形式出现。随着未来GLAST的推出，将很容易获得对这种相互关系的详细研究。
2000-07-05 astro-ph
CMBPol Mission Concept Study: Prospects for polarized foreground removal
在这份报告中，我们讨论了极化前景对未来的CMBPol卫星任务的影响。我们回顾我们目前的知识，银河系偏振辐射在微波频率，包括同步辐射和热尘埃排放。我们使用现有的数据和我们对前景发射源的物理行为的理解来生成天空模板，并开始评估原始引力波信号与前景污染物的分离程度。在估计的前景最小值~100 GHz时，极化前景预计将低于张量-标量比r=0.01的原始极化信号，在已知具有低银河辐射的小块（~1%）天空中。在75%以上的天空中，我们预计前景振幅将超过原始信号，在前景最小值和2度的尺度上超过8倍。只有在最大尺度上，偏振前景振幅才超过原始信号约20的较大因子。检测r=0.01信号（包括度尺度测量）的前景似乎很有希望，多种方法预测的5 sigma_r ~0.003。从前景的角度来看，观察一系列尺度的飞行任务比只针对最低的几个多极的飞行任务提供更好的前景。我们开始探索如何优化焦平面中的频率通道的组成可以最大限度地提高我们执行分量分离的能力，对于十个通道，通常优选40 < nu < 300 GHz的范围。前景清理方法已经到位，以处理CMBPol任务数据集，进一步研究原始信号的优化和可探测性将有助于任务设计。
2009-11-02 astro-ph
Multifrequency analysis of 21 cm fluctuations from the Era of Reionization
我们研究的前景提取详细的统计特性的中性氢分布在再电离的时代使用的亮度温度波动从红移21厘米线发射。这种信号的检测是复杂的污染，从前景来源，如弥漫银河同步加速器和自由-自由发射在低射频，河外自由-自由发射电离区和无线电点源。我们对这些前景进行建模，以确定在何种程度上可以检测到21厘米的波动与即将到来的实验。我们发现，不仅从一个频率到另一个的相关性水平，而且前景相关性的函数形式对前景去除有实质性的影响。我们计算如何以及角功率谱的21厘米波动可以确定。我们还表明，相对于密度场的中性氢气分布的大尺度偏差，可以确定与高精度和用于区分不同的再电离历史。
2005-04-15 astro-ph
Detecting Sunyaev-Zel'dovich clusters with PLANCK: II. Foreground components and optimised filtering schemes
普朗克任务是目前计划中最敏感的全天空CMB实验。高频仪器（HFI）将特别适合于通过其热Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应观测星系团。为了评估普朗克的SZ-能力，在虚假信号的存在下，模拟相结合的地图的热和动力学SZ-效果与实现的宇宙微波背景（CMB），除了银河系前景（同步辐射，自由-自由发射，热辐射从尘埃，CO-线辐射），以及从我们的太阳系天体的亚毫米辐射。此外，观测的问题，如有限的角分辨率和空间非均匀仪器噪声的普朗克的天空地图考虑，产生一组全天空通量图，自相关和互相关特性的详细检查。在本文的第二部分中，基于尺度自适应和匹配滤波的滤波方案被扩展到球形数据集，使得在存在上述所有污染的情况下能够放大弱SZ信号。在球面映射的框架下，提出了尺度自适应匹配滤波的理论，讨论了滤波核的形状，并验证了它们的功能。
2004-07-05 astro-ph
Bayesian analysis of the low-resolution polarized 3-year WMAP sky maps
我们应用先前开发的吉布斯采样框架的前景校正3年WMAP偏振数据，并计算功率谱和剩余的前景模板幅度后验分布。我们首先分析了共同添加的Q-和V-波段数据，并将我们的结果与WMAP团队发布的可能性代码进行比较。我们发现很好的协议，从而验证了这两种方法的数值和数据处理步骤。然而，我们也分析了Q-和V-波段分别，允许非零EB互相关，并包括两个单独的前景模板振幅跟踪同步辐射和尘埃排放。在这些分析中，我们发现了系统学的初步证据：前景示踪物与Q和V波段的星图分别相关，但与共同叠加的QV星图不相关，在V波段星图中，在l <~ 16处有明显的负EB互相关;最后，当放宽EB和BB的限制时，Q频段和V频段的边缘频段功率之间存在明显差异。考虑到低电离能谱对再电离光学深度τ和标量扰动谱指数n_s的重要性，对这些特征的进一步研究是必要的。
2007-05-24 astro-ph
A Measurement of Anisotropy in the Cosmic Microwave Background on 7-22 Arcminute Scales
本文报道了7-22角分尺度上宇宙微波背景辐射各向异性的测量结果。从1993年至1996年，欧文斯谷射电天文台使用5.5米和40米望远镜在31.7和14.5千兆赫对北天极附近的36个场进行了观测。在8.5和15 GHz的多历元VLA观测允许去除离散源污染。在点源减法之后，我们检测显著结构，我们用来自陡谱前景和CMBR的组合的发射来识别该显著结构。发现前景成分与IRAS 100微米粉尘排放相关。在NCP附近没有H-α辐射表明，这一前景可能是高温热韧致辐射（T_e ~ 10^6 K）、平谱同步加速器或尘埃辐射的外来成分。在NCP的低频图的基础上，我们可以将前景的谱指数限制为β>=-2.2。虽然前景信号在14.5GHz处占主导地位，但提取的CMBR分量在31.7GHz处贡献了88%的方差，得到均方根波动幅度为82^{+12.1}-9.1}微开尔文，包括4.3%的校准不确定度和12%的样本方差（68%置信度）。在l_e = 589时，等效宽带振幅为dT_{l_e} = 59^{+8.6}_{-6.5}微开。这个测量，当结合小的角尺度上限在OVRO获得，表明CMBR角功率谱之间的1 ~ 600和1 ~ 2000下降，是一致的平坦宇宙学模型。
2000-10-18 astro-ph
Simulating the Zody Emission in the Planck Mission
宇宙微波背景飞行任务的敏感性日益提高，这就需要大大提高减去银河前景各种来源的准确性，从最相关的成分（同步加速器、尘埃和自由-自由辐射）到通常被认为与宇宙微波背景实验关系不大的成分。相对于其他银河系的漫射成分，黄道带光发射（ZLE）是独特的，不仅取决于观测方向，还取决于观测者在太阳系内的位置：ZLE表现为一个大尺度，时间依赖的前景。从现有的远红外ZLE模型，我们讨论的影响ZLE贡献CMB地图和污染水平的时间顺序的数据和地图，预计从即将到来的普朗克空间任务以及普朗克能力，以增加我们的知识ZLE属性。
2006-07-19 astro-ph
Galactic foreground contribution to the BEAST CMB Anisotropy Maps
我们报告限制银河系前景发射贡献的背景发射各向异性扫描望远镜（BEAST）Ka和Q波段CMB各向异性地图。我们估计的贡献，从这些地图和H $α$地图，Haslam等人的去条纹版本的前景发射模板之间的互相关。408 MHz的地图，并结合100 $μ$ m IRAS/DIRBE地图。我们的分析样本的BEAST $\sim10^\circ$ decorative带到24个一小时（RA）宽的扇区，每个扇区具有$\sim7900$像素，其中我们计算：（a）各向异性图和模板之间的线性相关系数;（b）模板的特定强度单位和天线温度之间的耦合常数在BEAST频率和（c）个别前景贡献的BEAST各向异性图。在Ka波段，污染物的峰扇区贡献为56.5%的自由-自由，耦合常数为$8.3\pm0.4$ $μ$ K/R，尘埃的峰扇区贡献为67.4%的自由-自由，耦合常数为$45.0\pm2.0$ $μ$ K/（MJ y/sr）。在Q波段，$4.1\pm0.2$ $μ$ K/R的相应值为64.4%游离-游离，$24.0\pm1.0$ $μ$ K/（MJ y/sr）的相应值为67.5%尘埃。在耦合常数的相对不确定性中使用10%的下限，我们可以将两个地图中的每种污染物的扇区贡献限制为21（自由-自由），19（灰尘）和22（同步加速器）扇区中的$< 20$ %。在这个级别上，所有这些扇区都位于$\mid$ b $\mid…
2004-08-20 astro-ph
Statistical Isotropy of CMB Polarization Maps
我们制定统计各向同性的CMB各向异性地图在其最一般的形式。我们还提出了一个快速和方向无关的统计方法来确定偏离统计各向同性的CMB偏振图。CMB偏振图偏离SI的统计测试的重要性不仅在于有趣的理论动机，而且还在于测试清洁CMB偏振图的观测伪影，如偏振前景发射的残差。我们提出了一个推广的双极功率谱（BiPS）极化地图。在WMAP三年数据发布后，将很快可以应用于观测到的CMB偏振图。作为一个演示，我们表明，对于E-偏振，这个测试可以检测到由于偏振同步加速器前景的统计各向同性的故障。
2006-06-25 astro-ph hep-th
