Forecasting performance of CMB experiments in the presence of complex foreground contaminations
我们提出了一个新的，半解析的框架来估计的水平的残差来自多频宇宙微波背景（CMB）的数据和预测其对宇宙学参数的影响CMB地图。数据被假定为包含不可忽略的信号的天体物理和/或银河系的起源，我们使用参数分量分离技术清洁。我们考虑到在分离过程中假设的前景模型与真实模型之间的差异，允许缩放律和/或其空间变化的差异。我们的估计和他们的不确定性，包括系统和统计的影响，并平均超过仪器噪声和CMB信号实现。该框架可以进一步扩展，以自洽地考虑前景模型中现有的不确定性。我们演示和验证的框架上的简单的研究案例，旨在估计张量标量比，r。所提出的方法是计算效率允许在一个单一的CPU上的数百个设置和前景模型的调查。
2016-11-01 astro-ph.CO
Joint Planck and WMAP CMB Map Reconstruction
我们提出了一个新的宇宙微波背景（CMB）地图的估计相结合的两个最新的全天微波调查：WMAP九年和普朗克PR1。联合处理受益于最近推出的组件分离方法创造了“本地广义形态成分分析”（LGMCA）的基础上稀疏分布的前景在小波域。建议的估计程序利用IRIS 100微米作为对银河系中心的额外观测，以增强除尘。我们表明，这个新的CMB地图提出了几个有趣的方面：i）它是一个完整的天空地图，没有使用任何修补或插值方法，ii）前景污染非常低，iii）银河系中心非常干净，特别是低尘埃污染的测量之间的互相关估计CMB地图和IRIS 100微米地图，和iv）它是免费的热SZ污染。
2014-01-23 astro-ph.CO
Mitigating point-source contamination in CMB polarization: a Generalized Point Spread Function fitting approach
Key Laboratory of Particle Astrophysics, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（高能物理研究所粒子天体物理重点实验室）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
本文提出了一种广义点扩散函数拟合方法，用于减少CMB偏振中的点源污染，有效降低张量-标量比r的估计偏差。
2026-03-13 astro-ph.CO
A framework to mitigate patchy reionization contamination on the primordial gravitational wave signal
本文构建自洽的斑块状再电离建模与多观测量联合分析框架，利用kSZ、E模和B模数据约束电子密度斑块性，以消除其对标量张量比r测量的显著偏差。
2023-04-15 astro-ph.CO
A needlet ILC analysis of WMAP 7-year data: estimation of CMB temperature map and power spectrum
对WMAP的7年温度图进行了重新分析，提取了减少天体物理前景和噪声污染的CMB图和CMB功率谱。所使用的方法是基于WMAP数据和前景模板的线性组合，实现对针状框架上的观察的分解。我们得到了一个干净的CMB地图与低污染的前景和噪音，以及一个新的估计的CMB温度功率谱。后者基本上与WMAP合作发布的功率谱兼容，尽管在大尺度上它稍微但系统地较低。这一差异的确切来源尚不清楚。
2011-06-27 astro-ph.CO
An Assessment of Contamination in the thermal-SZ Map Using Cross Correlations
通过计算普朗克热Sunyaev-Zeldovich（tSZ）图中tSZ信号与大尺度结构弱透镜效应和宇宙微波背景（CMB）之间的互相关，寻找tSZ图中潜在的污染。我们使用的透镜数据是来自红色序列星系团透镜巡天（RCSLens）的会聚图和普朗克CMB透镜图。我们利用普朗克卫星的HFI星图，用Needlet内部线性组合方法重建了tSZ $y$图。我们去除CMB信号，同时最大限度地减少残留噪声。我们重建的$y$图的互相关信号与普朗克团队的NILC $y$图的互相关信号一致。在重建的$y$图中，CIB和星系尘埃排放是两个潜在的污染源。我们通过从原始温度图中减去普朗克合作重建的CIB图来去除CIB信号。我们发现，CIB和星系透镜之间的互相关有助于$(7.5\pm6.0)\%$在普朗克NILC tSZ跨星系透镜信号内的$100<\ell<2000$，这意味着以前的检测的tSZ跨星系透镜是强大的CIB污染。相反，普朗克NILC tSZ交叉CMB透镜在相同的$\ell$范围内被$(18.4\pm2.8)\%$偏置。通过投影出不同尘埃光谱指数的灰体尘埃模型，检验了银河系尘埃污染。星系尘埃对星系透镜交叉tSZ信号的影响不显著。
2019-08-29 astro-ph.CO
Intrinsic alignment contamination to CMB lensing-galaxy weak lensing correlations from tidal torquing
由于星系潮汐相互作用，星系椭圆度与大尺度结构的相关性，为宇宙剪切的测量提供了潜在的重要污染物。然而，对于通常用于宇宙剪切分析的红移星系，这些内在排列仍然知之甚少。对于旋涡星系，潮汐扭矩被认为在确定线性理论中内禀椭圆率和引力势之间的零相关的排列中是重要的。在这里，我们计算的领导阶校正的潮汐扭矩模型从非线性演化的结果，使用二阶微扰理论，并将其与污染的内在对齐最近测量的星系椭圆和CMB透镜势之间的互相关。在与CMB透镜观测相关的尺度上，引力双谱的压缩极限主导了相关性。物理上，大尺度模式的源CMB透镜调制小尺度的功率，因此固有的椭圆率，由于非线性演化。我们发现，从潮汐扭矩的角度互相关有一个非常相似的尺度依赖的线性对准模型，被认为是适当的椭圆星系。互相关的幅度预测强烈依赖于形成红移，被较小的星系，形成在较高的红移时，引力势的双谱较小。最后，我们做了简单的预测，从即将到来的宇宙剪切测量与当前的CMB透镜测量的相关性的内在对齐的约束。我们注意到，如果椭圆星系和螺旋星系可以分离（例如，使用颜色）。
2016-07-20 astro-ph.CO
Is the CMB asymmetry due to the kinematic dipole?
在宇宙微波背景（CMB）辐射中发现的宇称破缺现象是研究非标准宇宙学模型、各种前景残差的可能污染和CMB数据校准的重要线索。本文通过在宇称参数的定义中排除$m=0$模，研究了CMB宇称不对称的方向性。我们发现宇称参数的优选方向与CMB运动学偶极相一致，这意味着CMB宇称不对称性可能与剩余偶极分量的可能污染有关。我们还发现，这种趋势不仅局限于$l=2,3$，但在扩展的多极范围高达$l\sim 22$。
2012-01-25 astro-ph.CO
A Global ILC Approach in Pixel Space over Large Angular Scales of the Sky using CMB Covariance Matrix
我们提出了一种新的内部线性组合（ILC）的方法在像素空间，适用于大角度尺度的天空，估计前景最小化宇宙微波背景（CMB）温度各向异性地图，结合先验知识的理论CMB协方差矩阵。相反，像素空间中的连续ILC方法不使用关于底层CMB协方差矩阵的任何信息。新的方法补充了通常的像素空间ILC技术，特别是在低多极区域，使用全球信息，从理论CMB协方差矩阵以及从数据。由于我们将我们的方法应用于包含低多极子的天空的大尺度上，因此我们在全局上执行前景最小化。我们将我们的方法应用于低分辨率普朗克和WMAP前景污染的CMB地图，并进行详细的蒙特卡罗模拟验证的方法。我们的清洁CMB地图和它的功率谱有显着小于以下通常的ILC技术在低分辨率下，不使用CMB协方差信息获得的误差。我们的方法的另一个非常重要的优点是，清洁的功率谱不具有任何负偏置在低多极，因为有效的抑制CMB前景机会相关的大角度尺度的天空。我们的清洁CMB地图和它的功率谱匹配以及与其他研究小组估计。
2017-12-28 astro-ph.CO
Pixel domain multi-resolution minimum variance painting of CMB maps
这项工作介绍了一个无偏的最小方差绘画的像素域CMB地图的丢失和可用的天空区域。在缺失区域中，它生成具有与预期CMB信号相同的统计特性的CMB实现;并且在可用区域中，它显著地减轻了不想要的残差，例如，EB泄漏的残留。该方法的时间开销遵循$\sim$ $ O(N_{side}^3)$（$N_{side}$是地图分辨率参数），这类似于快速球谐变换，并且比遵循$\sim$ $O(N_{side}^6)$的传统最小方差方法好得多。该方法是一系列用于CMB数据分析的最小方差估计的基础，今后将有更多的工作基于该方法。
2021-01-09 astro-ph.CO
Unbiased Primordial Gravitational Wave Inference from the CMB with SMICA
Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；CNRS-UCB International Research Laboratory, Centre Pierre Binétruy（法国国家科学研究中心-巴黎第十一大学国际联合实验室，皮埃尔·比内屈中心）
利用SMICA方法从CMB观测中无偏推断原始引力波信号，克服复杂前景污染挑战。
2026-02-24 astro-ph.CO
Impact of Instrumental Systematic Contamination on the Lensing Mass Reconstruction using the CMB Polarization
本文研究了仪器系统学对由宇宙微波背景（CMB）温度和偏振观测的弱透镜效应重建偏转角功率谱的影响。我们考虑七种类型的影响，这是与已知的仪器系统学：校准，旋转，指向，自旋翻转，磁泄漏，偶极泄漏和四极泄漏。这些效应可以用11个畸变场来表征。这些系统效应中的每一个都可以模仿有效的投影物质功率谱，从而污染透镜重建。为了证明这些仪器系统学的效果，我们考虑两种类型的实验，一种是具有9.6 uK-arcmin偏振的探测器噪声水平和8.0 '的FWHM，典型的即将到来的地面和基于气球的CMB实验，以及具有2.0 uK-arcmin偏振的探测器噪声水平和4.0'的FWHM的CMBPol-like仪器，典型的未来空间的CMB实验。对于每一个系统，我们考虑各种选择的连贯性规模。在所有11个系统参数中，旋转和磁泄漏提出了最严格的要求，而四极泄漏，指向误差和校准是最不苛刻的。从透镜提取的要求是约1-2个数量级的严格比测量的原始B-模式与暴胀的能量标度为1.0*10^{16} GeV的要求。另一方面，透镜重构对某些系统参数的要求与探测暴胀尺度E_i = 3.0*10^{16} GeV的原始B模的要求相当，甚至更为严格。
2009-01-05 astro-ph.CO
Impact of thermal SZ effect on cross-correlations between Planck CMB lensing and SDSS galaxy density fields
宇宙微波背景辐射（CMB）图中星系团的热Sunyaev-Zeldovich（tSZ）效应所造成的残余前景污染传播到重构的CMB透镜场中，从而使CMB透镜与大尺度结构（LSS）之间的本征互相关产生偏差。通过叠加分析，我们发现，残留的tSZ污染导致的透镜收敛的集群的中心部分和集群郊区的透镜收敛的递减的增量。我们通过互功率谱计算量化了残余tSZ污染对普朗克2018 CMB透镜收敛图和SDSS-IV星系密度数据之间互相关性的影响。与普朗克2018年tSZ去投影的SMICA透镜图相比，我们使用tSZ污染的SMICA透镜图进行的分析在多极$\ell\lesssim 500$处测量了$\sim2.5\%$负偏置，并在$\ell\gtrsim1500$处过渡到$\sim9\%$正偏置，这验证了早期对这种tSZ诱导的伪互相关的整体形状的理论预测。在普朗克CMB数据中检测到tSZ诱导的透镜会聚场，在$\ell\lesssim 500$处具有超过$1σ$的显著性，在$\ell\gtrsim1500$处具有超过$14σ$的显著性，从而产生总体$14.8σ$检测。我们还表明，掩盖星系团的CMB数据是不足以消除虚假的透镜信号，仍然检测到一个不可忽略的偏差与$5.5σ$意义上的互相关与星系密度场。我们的研究结果强调了在组分分离阶段从CMB图中去除tSZ效应并采用无tSZ的CMB透镜图与LSS数据进行互相关是多么…
2022-05-19 astro-ph.CO
The advantage of Bolometric Interferometry for controlling Galactic foreground contamination in CMB primordial B-modes measurements
针对 CMB 原初 B 模测量中的银河系尘埃前景建模偏差，研究利用 BI 的光谱成像能力，并通过 FGBuster 蒙特卡洛比较 CMB-S4 与 CMB-S4/BI，证明其可诊断未建模 LOS 频率去相关导致的 r 残余污染。
2023-11-03 astro-ph.CO
A Pixel Space Method for Testing Dipole Modulation in the CMB Polarization
介绍了一种探测宇宙微波背景（CMB）极化中偶极调制或半球功率不对称的像素空间方法。该方法依赖于使用平方的总偏振通量，其系综平均拾取由于CMB偏振中的偶极调制而产生的偶极。该方法适用于局部天空，具有一定的实用价值。我们定义了几个统计特征的幅度检测到的信号。通过模拟，我们表明，该方法可以用来可靠地提取在2.7 $σ$水平或更高的信号在未来的核心类任务，假设该信号是目前在CMB偏振的普朗克任务在CMB温度检测到的水平。将该方法应用于2018年普朗克数据时，考虑到数据中相关检测器噪声和残留系统学的存在，没有检测到显著影响。使用FFP 10，我们发现存在一个非常强的偏差，这可能掩盖了任何真正的影响。
2019-12-20 astro-ph.CO
Data driven foreground clustering approach to component separation in multifrequency CMB experiments: A new Planck CMB map
我们提出了一种新的方法，在多频CMB实验中的组件分离，制定的问题，划分成像素集群的天空，使每个像素集群内的前景有类似的频谱，只使用数据中的信息。只有光谱信息用于分区，允许空间上远离的像素属于同一个集群，如果它们的前景属性是接近的。然后，我们将修改后的内部线性组合方法应用到每个像素簇。由于前景在每个聚类内具有相似的频谱，因此与所有数据一起使用相比，描述前景所需的分量的数量较小，并且基于简单像素的ILC算法工作得非常好。我们测试我们的算法在普朗克合作提供的全焦平面模拟。我们将我们的算法应用于普朗克完整的任务数据，并将我们的CMB地图与普朗克合作发布的CMB地图进行比较。我们表明，我们的CMB地图是干净的，公正的天空中的一个较大的部分，特别是在低银河系纬度，公开可用的地图相比，普朗克合作发布。这对于超越最简单的$Λ$ CDM宇宙学模型的约束和异常的研究是重要的。我们清理的CMB地图公开提供给宇宙学社区使用。
2019-03-15 astro-ph.CO
Preparation to the CMB PLANCK data analysis, estimation of the contamination due to the galactic polarized emissions
本文的工作是为普朗克卫星资料的分析做准备。普朗克卫星是欧空局的一项任务，于2009年5月14日发射，致力于测量宇宙微波背景（CMB）的温度和偏振。弥漫银河偏振辐射的存在干扰了CMB各向异性的测量，特别是在偏振。因此，需要精确了解这些排放，以获得普朗克所需的精度水平。在这种情况下，我们已经开发并实现了一个相干的3D模型的两个主要的偏振银河系的排放：同步加速器和热尘埃。我们已经比较了这些模型与现有的数据：23 GHz波段的WMAP数据，353 GHz Archeops数据和408 MHz的全天空连续调查。我们将这些模型外推到宇宙微波背景辐射占主导地位的频率，并且我们能够估计极化前景发射对普朗克测量的极化宇宙微波背景辐射的贡献。
2010-02-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Optimizing blind reconstruction of CMB B-modes for future experiments
针对未来 CMB 实验中 NILC 在复杂前景下残余污染导致 B 模式偏差的问题，提出 MC-NILC 与 ocMILC 两种扩展以增强前景减除。
2024-05-28 astro-ph.CO
Enhancing Measurements of the CMB Blackbody Temperature Power Spectrum by Removing CIB and Thermal Sunyaev-Zel'dovich Contamination Using External Galaxy Catalogs
本文提出利用大尺度结构示踪物清除CIB和tSZ污染的新方法，以增强CMB黑体温度功率谱测量，在Simons Observatory与Planck类联合实验中使kSZ信噪比最高提升50%。
2023-11-01 astro-ph.CO
CMB reconstruction from the WMAP and Planck PR2 data
在这篇文章中，我们描述了一个新的估计宇宙微波背景（CMB）强度图重建的完整普朗克2015年数据（PR 2）和WMAP九年的联合分析。它提供的不仅仅是（Bobin et al. 2014 b）中介绍的CMB图的更新，因为它受益于组分分离方法L-GMCA（局部广义形态组分分析）的改进，该方法允许有效分离相关组分（Bobin et al. 2015）。根据最新的CMB数据，我们进一步证实了以前的结果（Bobin等人，2014 b）表明，拟议的CMB图估计显示出天体物理学和宇宙学应用的吸引人的特征：i）这是一张不需要任何修补或插值后处理的全天空地图，ii）即使在银河系中心，前景污染也非常低，iii）它不表现出任何可检测的热SZ污染痕迹。我们表明，它的功率谱是在良好的协议与普朗克PR 2官方理论最佳拟合功率谱。最后，遵循可重复性研究的原则，我们提供了L-GMCA的可重复性代码，使其成为唯一可重复的CMB图谱。
2015-11-27 astro-ph.CO
CMB component separation in the pixel domain
我们表明，流行的ILC方法是不稳定的，在划分的样本的地图像素的一组``不稳定的''子样本。对于这样的子样本的适当选择，我们可以获得恢复的CMB信号的幅度范围从零到所观察到的信号的幅度。我们提出的方法，使我们能够获得合理的估计$C_\ell$在$\ell\leq 30$和类似的WMAP $C_\ell$较大的$\ell$。通过这种方法，我们减少了WMAP结果的一些异常。特别是，我们对四极的估计与理论上的一致性很好，“邪恶轴”的影响被抑制，南北银河半球的对称性增加。这一结果可能会改变对四极极化和宇宙再电离红移的估计。我们还提出了新的简单的方法，可以提高高$\ell$功率谱的WMAP估计。
2010-08-24 astro-ph.CO
A halo model of extragalactic contamination to CMB lensing, delensing, and cross-correlations
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Kavli Institute for Cosmology Cambridge（卡弗里宇宙学剑桥研究所）；DAMTP, University of Cambridge（剑桥大学应用数学与理论物理系）；School of Earth and Space Exploration, Arizona State University（亚利桑那州立大学地球与太空探索学院）
该研究提出了一种射线模型，用于分析类星体对CMB偏振、去偏振和交叉相关的影响，通过解析预测偏置并评估不同参数对结果的影响。
2026-02-26 astro-ph.CO
Pixel domain implementation of the Minimally Informed CMB MAp foreground Cleaning method
本文提出一种非参数最大似然CMB清理方法的像素域新实现，扩展了对前景空间变异性的处理，验证表明其在复杂前景下优于参数化方法，是极具竞争力的替代方案。
2024-11-16 astro-ph.CO
Nearly Full-Sky Low-Multipole Cosmic Microwave Temperature Anisotropy: I. Foreground Cleaned Maps
The William H. Miller III Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学物理与天文学系）
利用多频模板图组合，仅掩蔽1%像素，生成近全天CMB温度图，推荐用于低多极（ℓ<30）研究。
2026-07-02 astro-ph.CO
Characterization of foreground emission at degree angular scale for CMB B-modes observations. Thermal Dust and Synchrotron signal from Planck and WMAP data
我们量化的污染从偏振扩散银河同步加速器和热尘埃排放的CMB各向异性的角度尺度上的B-模式，使用普朗克和WMAP卫星的数据。我们计算了位于银河系纬度|b| >20°的352个圆形天空斑块的前景偏振辐射的功率谱，每个斑块覆盖了大约1.5%的天空。我们利用来自普朗克和WMAP数据的光谱特性外推，在频率上，同步辐射和热尘埃B-模式光谱的振幅在多极仓为中心的$\ell\simeq80$。以这种方式，我们估计，对于每个分析区域，前景最小值的幅度和频率。我们检测尘埃和同步辐射信号，在度角尺度和3个置信水平，在28个地区。这里的前景发射的最小值被发现在60和100 GHz之间的频率与振幅，表示在等效张量标量比，r_FG，在~0.06和~1。其中一些区域位于银河系高纬度地区，靠近亚轨道实验所观测到的区域。在所有其他天空斑块中，同步辐射或尘埃B模式无法以所需的置信度检测到，我们对最小前景污染提出了上限，并在60-90 GHz的频率范围内发现r_FG值在~0.05和~1.5之间。我们的研究结果表明，与目前的灵敏度在低频率下，它是不可能排除同步辐射污染的CMB宇宙学B-模式的水平要求测量引力波信号与r~0.01，在频率<100 GHz，任何地方。因此，更准确的数据是必不可少的，以便更好地表征同步辐射偏振分量，并最终通过前台清洗去除其对CMB信号的污染。
2015-11-02 astro-ph.CO
Predicting the CIB-$ϕ$ contamination in the cross-correlation of the tSZ effect and $ϕ$
最近发布的{ \it普朗克}数据提供了对热Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）效应和宇宙微波背景（CMB）透镜势（$ϕ$）的全天覆盖。这两个探测宇宙中大尺度结构的互相关是检验宇宙学模型的有力工具，特别是在星系团和CMB之间的差异的背景下，以获得最佳拟合的宇宙学参数。然而，tSZ效应图受到宇宙红外背景（CIB）波动的高度污染。与其他天体物理成分不同，CIB的空间分布随频率而变化。因此，它不能从tSZ康普顿参数图中完全去除，该参数图是从多个频率图的线性组合构建的。我们估计了tSZ- $ϕ$功率谱中CIB- $ϕ$相关性的污染。我们认为线性组合重建的tSZ康普顿参数从{ \it普朗克}频率图。我们得出结论，即使在乐观的情况下，CIB- $ϕ$污染相对于tSZ- $ϕ$信号本身也是显著的。因此，我们强调，基于康普顿参数图的tSZ- $ϕ$分析受到CIB- $ϕ$污染产生的偏倚的高度限制。
2017-01-31 astro-ph.CO
CMB E/B decomposition of incomplete sky: a pixel space approach
CMB偏振信号可以被分解为类梯度（E）和类卷曲（B）模式。我们研究了像素空间中的E/B分解。我们发现，由于不完整的天空的E/B混合是局部的像素空间，并在远离掩蔽区的区域可以忽略不计。通过估计期望的局部泄漏功率，我们已经诊断出模糊像素。我们的模糊像素的标准（即r_c）与B模式功率谱的张量与标量比相关联，泄漏功率与之相当。通过将r_c设置为较低值，我们可以降低泄漏水平，但同时降低天空分数。因此，我们已经求解了\partial ΔC_1/ \partial r_c=0，并且获得了最优r_c，其在给定前景掩模和噪声水平的情况下使估计不确定性最小化。我们已经将我们的方法应用于由前景（漫反射+点源）掩模阻挡的模拟地图。我们的模拟表明，泄漏功率小于在宽多极范围（50 \lesssim 1 \lesssim 2000）的张量标量比r \sim 10^{-3}的原始（即，未透镜化）B模式功率谱，同时允许我们保持天空分数~ 0.48。
2011-07-21 astro-ph.CO
Residual foreground contamination in the WMAP data and bias in non-Gaussianity estimation
我们分析是否有任何残留的前景污染，在清洁WMAP 7年的数据，差分组件，Q，V和W。我们计算前景图之间的相关性，从其中长波长的相关性已被减去，和前景减少应用银河系和点源掩模后的每个差分组件的地图。我们发现所有的差分组件的正相关性，具有很高的统计意义。对于Q和V，我们发现很大一部分污染来自前景图具有大于均方根值三倍的正值的像素。这些发现意味着存在来自银河系排放和未解决的点源的残留污染。我们在掩蔽Scodeller等人[7]的扩展点源目录后重新进行分析，发现相关性和相应的显著性值下降。为了量化残留污染对CMB中原始非高斯性搜索的影响，我们将估计的污染物分数添加到模拟高斯CMB图中，并计算由于污染而产生的Minkowski泛函的特征非高斯偏差形状。我们发现显着的协议，这些偏差的形状与从WMAP数据，这意味着所观察到的非高斯偏差的主要部分来自残留的前景污染。我们还计算非高斯偏差的闵可夫斯基泛函后，应用点源掩模的Scodeller等人。并发现减少的偏差，这是一致的，在污染水平的降低的整体幅度。
2012-10-08 astro-ph.CO
CMB map restoration
宇宙微波背景辐射的估算对宇宙学研究至关重要。然而，它的估计从全天空调查，如WMAP或最近的普朗克是具有挑战性的：CMB地图通常是通过一些源分离技术的应用，从来没有防止最终的地图被污染的噪声和前景残差估计。这些虚假的污染，无论是噪声或前景残差是众所周知的，是大多数宇宙学相关的测试或评估的瘟疫;这包括CMB透镜重建或非高斯签名搜索。降噪通常通过在球谐函数中应用简单的维纳滤波器来执行;然而，这并不考虑噪声的非平稳性。前景污染通常通过掩盖地图中检测到的最强烈的残差来解决，这使得CMB评估更难执行。在本文中，我们介绍了一种新的降噪框架，创造了线性迭代小波滤波的LIW滤波，它能够考虑到由于基于小波的建模的噪声空间变异性，同时保持高度期望的线性维纳滤波器。我们进一步表明，相同的过滤技术可以有效地执行前景污染减少，从而提供一个全球清洁CMB地图。模拟，但现实的普朗克数据的数值结果。
2011-11-14 astro-ph.CO stat.AP
Optimization of foreground moment deprojection for semi-blind CMB polarization reconstruction
本文提出优化的cMILC（ocMILC）流程，通过数据诊断自适应选择需反投影的前景矩数量、枢轴参数和系数，在PICO模拟中实现比NILC和cMILC更低的前景污染，并获得无偏的张标比后验。
2024-06-10 astro-ph.CO
CMB and SZ effect separation with Constrained Internal Linear Combinations
“内部线性组合"成分分离法已广泛用于WMAP空间飞行任务的数据，以便从WMAP多频数据中提取单一成分CMB。我们扩展了ILC方法重建毫米天体物理辐射超出了CMB单独。特别是，我们构建了一个约束ILC提取干净的地图的CMB或热Sunyaev Zeldovich（SZ）的效果，从其他消失的污染。约束ILC的性能进行了测试模拟普朗克任务的观测，我们成功地重建独立的估计CMB和热SZ。
2010-06-29 astro-ph.CO
Debiasing cosmological parameters from large-scale foreground contamination in Cosmic Microwave Background data
针对CMB前景残留导致张量-标量比估计有偏的问题，提出基于GNILC构建残差谱模板并纳入似然函数，经LiteBIRD模拟验证可消除偏差。
2025-10-27 astro-ph.CO
Impact of polarised extragalactic sources on the measurement of CMB B-mode anisotropies
宇宙学的主要目标之一是在CMB极化场中寻找原始引力波的印记，以探索暴胀理论。探测原始信号的障碍之一是从天体物理污染中提取B模式偏振。我们提出了一个完整的分析河外前景污染由于偏振发射的无线电和尘埃恒星形成星系。我们更新或使用最新的模型，这些模型使用最新的测量结果进行验证。我们预测未来CMB空间或气球实验（IDS，PIPER，SPIDER，LiteBIRD，PICO）以及地面实验（C-BASS，NEXT-BASS，QUIJOTE，AdvACTPOL，BICEP 3 +Keck，BICEPArray，CLASS，SO，SPT 3G，S4）的通量极限（混淆噪声）。望远镜孔径大小（和频率）是影响混淆噪声水平的主要特征。利用射电和尘埃星系的通量极限，并假设它们的极化率为常数，我们计算了三种河外前景（射电源散粒噪声、尘埃星系散粒噪声和星系团）的B模功率谱，讨论了它们的相对能级，并将它们的振幅与张量标量比r参数化的原始张量模的振幅进行了比较。在再电离凸点（l=5），河外前景的污染可以忽略不计。在复合峰（l=80），虽然污染远低于大口径望远镜对r的目标灵敏度，但对于一些中小口径望远镜实验来说，污染水平相当。例如，对于LiteBIRD和PICO空间实验，污染处于原始r的68%置信水平不确定性水平。最后，我们还提供了一些有用的单位转换因子，并给出了一些预测SPICA B-BOP实验。删节
2020-08-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Study on the filters of atmospheric contamination in ground based CMB observation
本文通过端到端CMB模拟比较多项式、高通和Wiener三种滤波器，表明高通滤波器在时域、图域及高噪声条件下综合表现最优。
2023-03-23 astro-ph.CO astro-ph.IM
Characterising the epoch of reionisation using the cross-correlation of the kSZ effect and CMB lensing
University of Cambridge（剑桥大学）；Kavli Institute for Cosmology Cambridge（卡弗里宇宙学剑桥研究所）；School of Earth and Space exploration, Arizona State University（亚利桑那州立大学地球与太空探索学院）；Institute of Astronomy, University of Cambridge（剑桥大学天文学研究所）；Department of Physics, University of Oxford（牛津大学物理系）；Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University（斯坦福大学卡弗里粒子天体物理学与宇宙学研究所）；Department of Physics, Stanford University（斯坦福大学物理系）
本研究提出利用kSZ效应与CMB引力透镜的互相关探测再电离时代，通过AMBER模拟验证其可行性，预测当前实验可勉强探测、未来实验能高精度约束再电离场景，并探讨了测量挑战及缓解方法。
2026-08-06 astro-ph.CO
Validating a main beam treatment of parametric, pixel-based component separation in the context of CMB observations
本研究在CMB观测的参数化成分分离中实现主波束校正，无需预处理即可适配不同频率波束，经模拟验证能以接近最优噪声重建更高分辨率CMB图，保留像素域优势且可处理空间平稳噪声相关性。
2025-05-16 astro-ph.CO
Characterizing line-of-sight variability of polarized dust emission with future CMB experiments
在宇宙微波背景（CMB）分析中，通常通过在每个像素中拟合一个简单的双参数修正黑体（MBB）模型来解释星系尘埃辐射，该模型名义上解释了尘埃的温度和不透明度。虽然这可能是一个很好的近似个别尘埃云，通常有一些这样的云被发现沿每条视线和每个角像素内，导致其光谱的叠加。在本文中，我们研究了这种叠加对基于像素的前景拟合策略的影响，通过将每个像素中的光谱能量分布（SED）建模为尘埃云特性的各种物理统计分布上的单个MBB光谱的积分。我们发现，拟合这些SED与简单的两参数MBB模型一般会导致在每个像素的CMB斯托克斯Q和U振幅的无偏估计，除非有显着的变化，在这两个灰尘SED和偏振角沿视线，在这种情况下，显着（$ > 10σ$）的偏差观察说明性模型。我们还发现，尘埃温度，$T_d$，光谱指数，$β_d$的最佳拟合值，显着偏离相应的统计分布的平均值/中位数时，分布是广泛的，这表明MBB模型拟合可以给出一个不具有代表性的图片的尘埃在微波波长的物理特性，如果不仔细解释。使用Fisher矩阵分析，我们还确定了实验灵敏度所需的恢复参数的$T_d$和$β_d$分布本身通过拟合的概率MBB模型，发现只有宽分布的参数可以通过SED拟合在一个单一的视线。
2022-07-28 astro-ph.CO
Missing completely of CMB quadrupole in WMAP data
在宇宙微波背景（CMB）实验中，由于多普勒偶极方向和微波辐射计旁瓣的不确定性，前景清理后的温度图仍会受到残余偶极的污染。为了获得可靠的CMB地图，必须小心地从观察到的数据中去除此类污染。我们以前已经建立了一个软件包的地图制作，残留的偶极子污染去除，和功率谱估计威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）的原始数据。这个软件现在已经有了很大的改进。用改进后的软件对WMAP的原始数据进行CMB四极杆探测，得到了负的结果，与WMAP 7年的原始数据比较，结果为-3.2+-3.5 uK^2。这一结果显然与标准宇宙学模型LCDM所预期的~1000 uK^2不一致。CMB四极子的完全缺失对标准模型提出了严峻的挑战，并对可能的宇宙学模型提出了强有力的限制。由于这一结果对于理解我们宇宙的起源和早期演化的重要性，我们使用的软件代码开放供公众检查。
2013-01-15 astro-ph.CO gr-qc
MAPPRAISER: A massively parallel map-making framework for multi-kilo pixel CMB experiments
即将到来的宇宙微波背景（CMB）极化各向异性实验有可能彻底改变我们对宇宙和基础物理的理解。然而，这些实验将收集大量数据集，这些数据集将被有效地处理，由于天体物理、环境和仪器效应而产生的不必要的贡献将被表征和有效地减轻，以揭示这些特征。这对数据分析方法、技术和软件工具提出了重大挑战，这些方法、技术和软件工具不仅要能够处理大量数据，而且要以前所未有的精度来处理这些数据，这是由新实验提出的苛刻科学目标所驱动的。有效的CMB数据分析的关键是求解非常大的线性方程组。这样的系统出现在CMB数据分析流水线中的非常不同的上下文中，然而它们通常显示类似的代数结构，因此可以使用类似的数值技术来求解。线性方程组是地图绘制问题中最突出和最常见的一类。在这项工作中，我们提出了一个大规模并行，灵活和可扩展的框架，包括一个数值库，MIDAPACK，和一个高级别的代码，MAPPRAISER，它提供了有效地解决这些系统的工具。该框架实现了基于共轭梯度技术的迭代求解器：使用不同的预处理器进行放大和预处理。我们展示了模拟示例的框架，反映了地面和卫星仪器发出的即将到来的数据集的基本特征，在多达16，384个计算核心上执行。该软件是作为一个开源项目开发的，可在https://github.com/B3Dcmb/midapack上免费提供给社区。
2022-05-10 astro-ph.CO
CMB Polarization and Temperature Power Spectra Estimation using Linear Combination of WMAP 5-year Maps
我们估计CMB偏振和温度功率谱使用WMAP 5年前景污染的地图。该方法不直接利用扩散前景模板，也不直接利用检测器噪声模型。该方法基本上由两个步骤组成，（i）通过在谐波空间中进行个体图的线性组合来去除扩散前景污染，以及（ii）将前景清洁图互相关以最小化检测器噪声偏差。对于温度功率谱，我们也估计和减去剩余的未解决的点源污染的交叉功率谱使用的点源模型提供的WMAP科学小组。我们的$TT$、$TE$和$EE$功率谱与WMAP科学小组发表的结果吻合得很好。然而，与WMAP科学小组获得的结果相比，偏振功率谱上的误差条要小得多。我们进行详细的数值模拟，以测试我们的程序中的偏差。我们发现，在所有情况下的偏差是小的。在较早的出版物中指出了$TT$功率谱中低$l$处的负偏差。我们发现，偏置校正的四极功率（$l(l+1)C_l/2π)$）为532 $μK^2$，大约是WMAP小组估计值（213.4 $μK^2$）的2.5倍。
2009-03-21 astro-ph.CO
Bias hardened estimators of patchy screening profiles
本文针对CMB各向异性屏蔽探测中的透镜偏差问题，回顾了偏差来源，并将硬化技术应用于堆叠估计器，提出了在LSS示踪物上堆叠时消除透镜污染的策略，包括最优策略。
2025-06-20 astro-ph.CO
Cross-correlation analysis of CMB with foregrounds for residuals
在本文中，我们试图探讨是否干净的CMB地图获得的原始卫星数据，使用清洗程序是足够干净。具体来说，我们研究是否有任何前景残留仍然存在于清洁的数据使用互相关统计。由于我们银河系的高辐射，预计残留污染主要存在于银河系平面。传统地应用前景掩模以避免由于前景泄漏而引起的所估计的感兴趣的量的偏差。这里，我们将前景残差（如果存在）映射到未掩蔽区域中，即，在CMB分析掩码之外。进一步的局部扩展前景污染区域，最终发现，进行研究，以更好地了解他们。由此识别的少数污染区域可用于略微扩展可用掩模以使其更严格。
2016-04-14 astro-ph.CO
Methods for pixel domain correction of EB leakage
在宇宙微波背景极化观测中，“$EB$ ~泄漏”是指当部分天空不可用或被排除时，由$E$模式信号泄漏而产生的人造$B$模式信号。这种泄漏的校正是通过CMB $B$模式信号探测原始引力波的先决条件之一。在这项工作中，我们设计了两个独立的方法来纠正的$EB$泄漏直接在像素域中使用的$E$和$B$模式的标准定义。这两种方法给出了一致的结果，都是快速和易于实现。在含有零初始$B$模的CMB模拟上的测试显示出对$EB$泄漏的有效抑制。当与MASTER方法相结合，以重建全天空$B$模式的频谱在模拟与一个相对简单的掩模，从EB泄漏的误差被进一步抑制超过一个数量级的重组凸点，并高达三个数量级在更高的多极，相比，在相同的条件下，一个“纯”MASTER计划。同时，虽然最终的功率谱估计受益于切趾，但是像素域校正本身在没有切趾的情况下完成，并且因此该方法在基于特定要求选择切趾方面提供了更大的自由度。
2019-07-19 astro-ph.CO
The C-Band All-Sky Survey (C-BASS): Simulated parametric fitting in single pixels in total intensity and polarization
宇宙微波背景$B$模式信号在任何频率下都可能比大部分天空中弥漫的银河前景信号弱。从这些前景中分离CMB的常用方法是通过基于像素的参数模型拟合。目前没有足够的全天空地图来适应最简单的天空模型。通过模拟七个代表性像素的发射，我们证明，包含5 GHz的数据点允许更复杂的模型的低频前景，以适应比目前。它表明，包括CBASS数据将显着减少一些关键参数的不确定性，在银河系前景和CMB的建模。额外的数据允许估计的同步加速器光谱指数的约束比目前可能的更强烈，与相应的改进的准确性的CMB振幅的恢复。然而，我们表明，把好的限制模型的同步辐射光谱曲率将需要额外的低频数据。
2019-07-29 astro-ph.CO
Foreground Maps in WMAP frequency bands
本文提供了全天空地图的前景发射在所有的WMAP通道，非常低的残留污染的宇宙微波背景（CMB）各向异性和控制水平的仪器噪声。前景图是通过减去适当过滤的CMB图获得的，CMB图是从所有WMAP观测和100微米图的基于针的表示的线性组合获得的。在大尺度上重建的前景图中的误差明显低于由于CMB污染的原始误差，而在小尺度上保持原始WMAP噪声的量级。估计噪声的水平，这允许实现用于最大化局部信噪比的局部滤波器。实现了使用纬度相关滤波器来减少小尺度噪声的这种滤波的示例。这大大增强了银河系发射的对比度，特别是在中间角尺度和中间银河系纬度。干净的WMAP前景图可用于研究银河系星际介质，特别是对于最高频率的通道，其中适当的扣除CMB污染是强制性的。前景地图可从专门的网站下载。
2010-06-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Fast Pixel Space Convolution for CMB Surveys with Asymmetric Beams and Complex Scan Strategies: FEBeCoP
精确测量宇宙微波背景（CMB）温度和偏振各向异性的角功率谱可以严格约束许多宇宙学模型和参数。然而，只有在考虑到所有主要系统效应的情况下，才能在实践中实现准确的测量。束流的不对称性，加上扫描策略，是一个主要的来源，系统误差在扫描CMB实验，如普朗克，我们目前感兴趣的焦点。我们设想蒙特卡罗方法，严格研究和占系统的影响梁在CMB分析。为了实现这一目标，我们已经开发了一种快速的像素空间卷积方法，可以模拟由扫描仪器观察到的天空地图，考虑到真实的光束形状和扫描策略。其实质是使用我们为普朗克任务开发的计算机代码“像素空间快速有效光束卷积”（FEBeCoP）来预先计算“有效光束”。该代码计算有效波束给出了普朗克仪器的焦平面波束特性和实际卫星指向的完整历史，并使用有效波束对天空信号进行非常快速的卷积。在本文中，我们描述的算法和计算方案，已实施。我们还概述了有效束在普朗克数据精确分析、表征宇宙微波背景各向异性以及检测和测量点源特性中的一些应用。
2010-12-22 astro-ph.CO gr-qc
Measuring the tensor to scalar ratio from CMB B-modes in presence of foregrounds
Abreg：我们研究了偏振前景发射对未来CMB实验测量张量标量比r的性能的影响。我们设计了一个组件分离管道，基于Smica方法，旨在从数据中估计r和前景污染，而无需事先假设前景的频率依赖性或空间分布。我们推导出误差条，该误差条考虑了前景贡献的不确定性。我们使用目前的知识，银河系和银河系外的前景实施的普朗克天空模型（PSM），建立模拟的天空排放的各种实验设置。我们的方法，使我们能够检测到r = 0.1，在3西格玛以上的B模式仅与普朗克数据，和r = 0.001，在6西格玛的最雄心勃勃的设计，未来的EPIC探针。我们发现，全天实验允许适当的测量的再电离凸点，尽管大规模的前景排放和污染几乎不敏感的点源和透镜，如果他们的统计贡献可以准确地建模。通过对天空中一个小而干净的部分的观测进行调查，我们发现，当测量r < 0.1时，漫射前景仍然是一个敏感的地面实验所关注的问题，其频率覆盖范围有限，但通过深场空间任务可以有效地处理，这反过来对透镜效应非常敏感。我们的结果并不显着依赖于扩散前景模型的整体水平和频率依赖性。
2009-01-08 astro-ph.CO
Cosmic string induced CMB maps
我们使用高分辨率模拟宇宙弦在弗里德曼-罗伯逊-沃克宇宙中的CMB温度波动计算宇宙弦种子的地图。我们创建了全天空，18度和3度CMB地图，包括从重组之前到今天的每个分辨率的相关字符串贡献。我们从这些地图中提取的角功率谱，证明重组效应的重要性。我们简要讨论了像素温度的概率密度函数，它们的偏度和峰度。
2011-02-18 astro-ph.CO
An Improved Diffuse Foreground Subtraction by ILC method: CMB Map and Angular Power Spectrum using Planck and WMAP Observations
本文提出了一种改进的谐波空间多相位迭代内线性组合方法，用于从宇宙微波背景（CMB）图中最小化扩散前景。新程序包括两个阶段。在阶段1中，通过在天空的期望部分上的单次迭代中在谐波空间中执行通常的ILC操作来获得漫射前景清洁图。在阶段2中，我们也在谐波空间中使用迭代ILC方法获得最终前景清洁图，然而，现在，在前景最小化的每次迭代期间，在当前迭代中未被清洁的天空的一些区域被阶段1清洁图的对应清洁部分替换。新的ILC方法消除了在旧的和通常的谐波空间迭代ILC方法中不可避免地存在的前景泄漏信号。新的方法是灵活的，以处理输入频率图，无论他们是否最初具有相同的仪器和像素分辨率，通过使他们在分析开始时，一个共同的和最大可能的光束和像素分辨率。这大大减少了数据冗余，从而减少了内存使用和计算成本。在ILC权重计算期间，它避免了通过波束和像素窗口函数对部分天空球谐系数进行去卷积的任何需要，在严格的数学意义上，这对于方位角对称窗口函数来说是没有明确定义的。使用WMAP 9年和Planck-2015公布的频率图，我们获得了一对前景清洁CMB图和CMB角功率谱。我们的功率谱与Planck-2015结果吻合良好，但存在一些差异。最后，我们表明，ILC前景最小化的权重有一个内在的特点，它往往会产生一个统计各向同性的CMB地图以及。
2016-12-11 astro-ph.CO
Recovering the CMB Signal with Machine Learning
宇宙微波背景（CMB）携带着极早期宇宙的非均匀信息，对理解宇宙的起源和演化具有重要意义。然而，观测CMB地图包含来自几个来源的严重前景污染，如银河系同步加速器和热尘埃排放。在这里，我们构建了一个深度卷积神经网络（CNN）来从各种巨大的前景污染中恢复微小的CMB信号。研究发现，CNN模型能够成功地恢复出具有高精度的CMB温度图，并且在$\ell>10$处恢复出的功率谱$C_\ell$的偏差小于宇宙方差。将该方法应用于当前的Planck观测，发现恢复的CMB与Planck合作组的结果非常一致，这表明CNN方法可以为CMB观测的分量分离提供一种很有前途的方法。此外，我们测试了CNN方法与模拟CMB偏振图的基础上CMB-S4实验。结果表明，该方法可以很好地恢复出EE和BB功率谱。因此，该方法将有助于当前和未来CMB实验中原初引力波的探测。由于CNN是为分析二维图像而设计的，因此该方法不仅可以处理全天空图，还可以处理部分天空图。因此，它也可以用于其他类似的实验，例如平方公里阵列等无线电测量。
2022-05-11 astro-ph.CO astro-ph.IM
Atmosphere mitigation in CMB observations using multi-frequency time-domain component separation
CNRS-UCB International Research Laboratory, Centre Pierre Binétruy（CNRS-UCB国际研究实验室，皮埃尔·比内特鲁中心）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Space Sciences Laboratory at University of California（加州大学空间科学实验室）
该研究针对地面CMB观测受大气干扰问题，提出基于多频焦平面估计大气发射模板的新数据分析框架，用时域分量分离技术去除污染，引入净化因子量化效果，特定频段表现优于传统方法。
2026-10-14 astro-ph.CO astro-ph.IM
How to avoid X'es around point sources in maximum likelihood CMB maps
只要数据模型是正确的，用于CMB地图制作的极大似然估计是最优的和无偏的，但在实践中，它很少是，模型误差包括亚像素结构和工具问题，如时变增益和指向误差。在存在这种误差的情况下，解决方案是有偏的，每个像素中的局部误差沿着扫描图案向外泄漏噪声相关长度。这种泄漏的最重要的源是强点源，并且对于常见的扫描模式，泄漏表现为围绕每个这样的源的X。我讨论了为什么会发生这种情况，并提出了几种用于减轻和/或消除这种泄漏的新旧方法，以及一个小型的独立TOD模拟器和Python中实现它们的地图制作器。
2019-11-24 astro-ph.CO astro-ph.IM
Blind correction of the EB-leakage in the pixel domain
我们研究了与不完全极化CMB天空相关的EB泄漏问题。在盲的情况下，假设没有额外的信息的统计特性和振幅的信号从失踪的天空区域，我们证明了回收方法（刘等~ 2018）给出了EB泄漏的唯一最佳估计。与先前的方法相比，该方法在最感兴趣的多极域中将由于EB泄漏而导致的BB功率谱中的不确定性降低了一个数量级以上，其中$\ell$在$80$和$200$之间。这一工作也为未来CMB实验的观测设计提供了有益的指导。
2019-04-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
Is patchy reionization an obstacle in detecting the primordial gravitational wave signal?
大尺度CMB B模偏振是对低频原初引力波信号的直接探测。然而，对该信号的明确测量需要对可能的污染进行精确的了解。一种这样的潜在污染来自于再电离时期期间自由电子空间分布的斑块。我们采用\emph{photon-conserving}半数值模拟和解析计算相结合的方法估计了由斑片再电离引起的B模功率谱，并与原始B模信号的幅度进行了比较。对于再电离的历史，这是在协议的几个最新的观测，我们发现，一个更强的二次B模式偏振信号时，产生的再电离是由大质量晕的源驱动，其幅度可以媲美重组凸块张量标量比$(r) \lesssim 5 \times 10^{-4}$。如果在B模式偏振数据的分析中忽略了斑片状再电离的污染，那么对于在此分析中考虑的再电离模型，当使用$\ell \in [50, 200]$之间的空间模式时，我们发现$r=\,10^{-3}$值中的最大偏差约为$30\%$，去透镜效率为$50\%$。对于即将进行的地面CMB实验西蒙斯天文台来说，从斑片状再电离中推断出的偏差并不是一个严重的问题，但对于旨在检测$r< 10^{-3}$值的CMB实验来说，这可能是一个潜在的混乱来源。然而，这个障碍可以通过利用功率谱的形状与原始信号的差异来消除。
2019-05-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
