KiDS-1000: cross-correlation with Planck cosmic microwave background lensing and intrinsic alignment removal with self-calibration
本研究探讨了星系内禀对齐（IA）对KiDS星系剪切与Planck CMB透镜化交叉相关的影响，证明IA自校准（SC）方法能有效打破透镜化振幅与IA振幅间的简并，大幅减少信息损失并得出准确的宇宙学结果。
2023-04-10 astro-ph.CO
Cosmic microwave background anomalies viewed via Gumbel Statistics
我们描述和讨论应用Gumbel统计，模型极端事件，WMAP 5年测量的宇宙微波背景。我们发现，温度极值的CMB是很好的建模的Gumbel形式主义和描述高斯性的方法可以提供的测试。与模拟结果的比较表明，Gumbel统计对传统统计量$f_{NL}<1000$只有很弱的区分能力，尽管它可以探测其他非高斯性的区域。测试的基础上半球削减揭示有趣的对齐与其他报告的CMB异常。该方法具有模型独立性的优点，并可能会发现更小规模的数据进一步的实用程序。
2009-09-04 astro-ph.CO
Have the missing cosmic baryons been found?
宇宙微波背景辐射（CMB）的角功率谱和偏振、原初氢、氘和氦同位素的相对丰度以及宇宙的大尺度结构都表明，目前宇宙质量密度的4.5%是由重子组成的。然而，这些重子中只有一小部分可以在星系、星系团和星系团内的恒星和气体中，以及在星系际介质（IGM）中的谱线吸收气体中得到解释。由于温度太高而无法在莱曼吸收中显现出来，温度太低而无法引起可探测的宇宙微波背景辐射的光谱畸变，并且由于太过分散而无法发射可探测的X射线，大约90%的宇宙重子仍然在局部宇宙中消失（红移z~0）。在这里，我们报告的普遍，各向同性，源独立，相当均匀的软X射线吸收沿视线高Z伽马射线暴（GRB）和类星体。它的大小，红移和能量的依赖性，预计从一个热IGM包含失踪的宇宙学重子，并有一个类似的平均金属丰度在团内介质（ICM）的星系团。
2011-02-01 astro-ph.CO hep-ph
Missing large-angle correlations versus even-odd point-parity imbalance in the cosmic microwave background
上下文WMAP和Planck测量的宇宙微波背景（CMB）辐射的两点角温度相关中存在最大相关角（$θ_{max} \gtrsim 60^{\circ}$），这与标准暴胀宇宙学的预测形成鲜明对比，在标准暴胀宇宙学中，相关性应该延伸到整个天空（即，$180^{\circ}$）。然而，在原始功率谱中引入硬下截止（$k_{min}$）自然导致了$θ_{max}$的存在。在这些数据中检测到的其他宇宙学异常中，在CMB的角功率谱中发现了明显的奇-偶宇称多极优势。然而，这一特征可能仅仅是由于天空某些区域的观测污染。目标。在试图提供一个更详细的评估是否这种奇-偶不对称性是固有的CMB，因此，我们继续在本文中，第一，检查是否这种奇偶校验不平衡也体现在角度关联函数，第二，详细检查之间的相互作用存在的$θ_{max}$和这个观察到的异常。方法.我们采用了几种宇称统计，并重新计算了不同截止值$k_{min}$的角关联函数，以优化对不同普朗克2018数据的拟合。结果我们在数据中发现了这些特征之间的现象学联系，得出的结论是，为了优化普朗克2018年数据的理论拟合，必须将两者结合起来考虑。结论.这一结果与宇称不平衡是否是宇宙微波背景辐射所固有的无关，但如果是的话，奇偶不对称性将清楚地指向新物理学的出现。
2022-02-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Large-Angle Anomalies in the Microwave Background
WMAP测量到的宇宙微波背景各向异性的大角度特性中存在异常现象，对此已经提出了几项主张。在大多数情况下，这些异常的统计显著性很难甚至不可能评估，因为用于量化异常的统计数据是后验选择的。另一方面，在最大的可观测尺度上发现新物理的可能性是如此令人兴奋，在我看来，值得仔细研究这些说法。我将重点讨论三个特别的主张：缺乏大角度的权力，南北权力不对称，多极联盟。在所有情况下，后验统计的问题可以通过找到一个新的数据集来解决，该数据集探测与大角度CMB相似的物理尺度。这是一项艰巨的任务，但有一些可能的途径来实现它。
2010-06-10 astro-ph.CO
Imprint of anisotropic primordial non-Gaussianity on halo intrinsic alignments in simulations
利用宇宙学大尺度结构形成的$N$ -体模拟，我们首次证明了各向异性的原始非高斯性（PNG）对晕形状的三维功率谱（内禀排列）产生了尺度依赖的修正，在小的$k$极限下由$1/k^2$给出，而传统的晕数密度场功率谱不受影响.我们讨论了广域成像和光谱调查观察天空的同一区域，使我们能够约束四极PNG系数$f_{\rm NL}^{s=2}$的精度可比或优于宇宙微波背景。
2021-03-22 astro-ph.CO
Testing statistical Isotropy in Cosmic Microwave Background Polarization maps
我们应用我们的对称性为基础的功率张量技术，以测试符合普朗克极化地图与统计各向同性。在很宽的角度尺度（l=40-150）范围内，我们的初步分析在前景清洁的全天空普朗克偏振图中检测到许多统计各向异性多极，即，指挥官和NILC。我们还研究了剩余前景的影响，可能仍然存在于银道面使用共同的UPB 77偏振掩模，以及单独的组件分离方法特定的偏振掩模。然而，一些统计各向异性模式仍然存在，虽然显着的NILC地图。我们进一步探讨了在选定的多极范围内的几个箱中跨多极的任何相干对准的数据。
2018-01-03 astro-ph.CO
Isotropic non-Gaussian $g_\mathrm{NL}$-like toy models that reproduce the cosmic microwave background anomalies
根据最近对宇宙微波背景（CMB）的观测，人们提出了CMB涨落特性中存在统计异常的说法。尽管异常的统计显著性仅保持在$\sim2-3σ$显著性水平，但存在许多不同异常的事实，其中一些异常支持可能偏离统计各向同性，这促使人们寻找提供生成它们的共同机制的模型。本文的目的是研究这些异常是否可能起源于非高斯宇宙学模型，并确定这些模型应该具有什么性质。我们提出了一个简单的各向同性，非高斯类玩具模型，可以重现六个最广泛研究的异常。我们比较了存在的异常，从玩具模型和从一个标准模型与高斯波动产生的模拟地图。我们证明了在普朗克数据中发现的以下异常通常发生在玩具模型地图中：（1）大尺度半球不对称（大尺度偶极调制），（2）小尺度半球不对称（CMB功率在所有尺度$\ell=[2,1500]$上的空间分布的对准），（3）强非高斯热点或冷点，（4）$\ell<30$的低功率谱幅度，具体包括（5）低四极和四极与八极之间的不寻常排列，以及（6）最低多极的宇称不对称。我们注意到，这类玩具模型类似于原始的非高斯模型，其特征在于强烈的尺度依赖的$g_{NL}$样三谱。
2019-05-06 astro-ph.CO
Too few spots in the cosmic microwave background
我们研究了WMAP-5温度图中大规模热点和冷点的丰度，并发现与基于LCDM最佳拟合模型的高斯模拟相比存在相当大的差异。在可靠观测到的宇宙微波背景（CMB）区域，即，在KQ 75面罩排除的前景污染部分之外。即使是从原始WMAP-5估计多极创建的模拟地图也包含比测量的CMB地图中可见的更多的斑点。对最低多极子的强抑制将导致更好的一致性。斑点的缺乏反映在几度（4到8）尺度上的低平均温度波动中，这仅由不到1%（0.16%-0.62%）的高斯LCDM模拟共享。去除四极后，概率变为2.5%-8.0%。这表明了极低的四极对于缺失点的统计意义的重要性。我们还分析了可能违反高斯性或统计各向同性（斑点在掩蔽区域内外的分布不同）。
2010-02-01 astro-ph.CO
Alignments of parity even/odd-only multipoles in CMB
比较了普朗克全任务温度测量中宇宙微波背景（CMB）的奇偶偶多极子和奇多极子的统计特性。在大的角度尺度上，以前已经发现在奇数多极相比，偶数多极的过剩功率。出于这种明显的奇偶不对称性，我们评估了方向统计与偶数相比，奇数多极，以及它们的意义。主要工具是\emph{Power Tensor}和\emph{Alignment Tensor}统计信息。我们将分析限制在前60个多极，即，$l=[2,61]$。我们没有发现统计上不寻常的甚至奇偶多极对齐的证据。一个以上的独立的统计发现证据对齐的各向异性轴的奇数多极子，具有相当于$\sim 2 σ$或更多的意义。对准轴的鲁棒性进行了测试，使银河切割和变化的多极范围。非常有趣的是，（a）对称轴所跨越的区域被发现广泛包含以前在文献中观察到的其他宇称（a）对称轴。
2017-09-15 astro-ph.CO
The cut-sky cosmic microwave background is not anomalous
观测到的宇宙微波背景的角关联函数以前曾被报道是异常的，特别是在未被银河辐射污染的天空区域测量时。Efstathiou等人最近的工作提出了各向同性理论的贝叶斯比较，对所谓的异常的重要性提出了质疑。我们将这种分析扩展到所有具有消失均值（= 0）的各向异性高斯理论<delta T>，使用更广泛的模型类别来确认异常不太可能指向新的物理。另一方面，如果有任何新的物理学需要收集，它来自于低亮度的排列，这将更好地通过全天空统计来量化。我们还考虑了二次极大似然功率谱估计，假设构造各向同性。因此，如果系综是各向异性的，则基本假设是错误的。尽管如此，我们证明，与观测到的天空兼容的理论，这些估计（虽然不再是最佳的）仍然在统计上优于伪C_1功率谱估计。
2010-05-20 astro-ph.CO
The detection of the imprint of filaments on cosmic microwave background lensing
星系红移巡天，如2dF、SDSS、6df、GAMA和VIPERS，已经显示物质的空间分布形成了一个丰富的网络，称为宇宙网。大多数的星系巡天分析测量星系集群的幅度作为尺度的函数，忽略了除了少数汇总统计之外的信息。由于物质密度场在重力作用下随着结构的演变而变得高度非高斯，我们希望该场的其他统计描述能为我们提供更多信息。研究非高斯性的一种方法是研究细丝，细丝从原始宇宙中产生的初始密度波动非线性演化而来。在我们的研究中，我们报告的第一个探测到的宇宙微波背景（CMB）的灯丝透镜，我们应用零测试，以确认我们的检测。此外，我们提出了一个唯象模型来解释检测到的信号，我们测量细丝如何跟踪大尺度上的物质分布，通过细丝偏置，我们测量为1.5左右。我们的研究为理解星系形成的环境依赖性提供了一个新的范围。将来，对透镜效应和Sunyaev-Zel'dovich观测结果的联合分析可能会揭示“失踪重子”的性质，这些重子是存在于星系际介质中的绝大多数气体，迄今为止，大多数观测都没有发现。
2019-03-28 astro-ph.CO
Direction dependence of the power spectrum and its effect on the Cosmic Microwave Background Radiation
我们研究了几个各向异性暴胀模型和它们的影响，观察到违反统计各向同性的CMBR数据。在其中两个模型中，各向异性在膨胀阶段衰减得非常快。我们明确地表明，这些模型导致违反各向同性只有低l CMBR模式。我们的主要目的是将观测到的l= 2，3多极子的排列与理论模型相吻合。我们使用两种措施，基于功率张量，其中包含有关每个多极子的对齐信息，量化数据中的各向异性。其中一个措施使用的权力张量的本征值的分散。我们还定义了另一种措施，测试两个不同的多极之间的整体相关性。我们微扰计算这些措施的各向异性和固定的理论参数，使一个最好的适合l= 2，3多极。我们发现，一些研究的模型能够一致地解释所观察到的违反统计各向同性。
2013-02-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Removal of two large scale Cosmic Microwave Background anomalies after subtraction of the Integrated Sachs Wolfe effect
虽然有争论，但中巴存在声称的大规模异常现象并没有完全被排除在外。在平行的辩论，其统计意义，最近的工作集中在口罩和二次各向异性作为这些异常的潜在来源。在这项工作中，我们同时调查的方法来考虑掩蔽区域的影响和ISW效应，这是大规模的二次各向异性最有可能影响CMB异常的影响。在这个意义上，我们的工作是Francis & Peacock 2010和Kim et al. 2012的更新。我们的目的是确定不同面罩治疗的CMB数据趋势。我们重建了2MASS和NVSS星系的ISW信号。我们使用Abrial等人2008年的稀疏修复技术和CMB，LSS和ISW的稀疏修复来解释丢失的数据，并发现它构成了适合研究大规模统计各向同性和ISW效应的无偏差重建方法。我们专注于三个大规模的CMB异常：低四极，四/oct对齐，和八极平面性。稀疏修复后，低四极变得更加异常，而四极/八极对齐变得不那么异常。在减去ISW效应后，低四极的重要性没有变化，而趋势是四极/八极排列的重要性降低，但其他假设也仍然是可能的（例如奇异物理学）。我们的研究结果还表明，这两个异常可能是由于四极单独。修复后和减去ISW后，八极平面性显著性也降低，但是，我们没有发现它开始时非常异常。本着可重复研究的精神，我们将构成本文主要结果的所有代码和所得产品公开在这里：www.example.com。
2013-07-29 astro-ph.CO
The Distortion of the Cosmic Microwave Background by the Milky Way
银河系可以作为宇宙微波背景（CMB）的大尺度弱引力透镜。我们研究这种效果，使用光子射线跟踪代码和银河系的质量分布与磁盘，凸起和晕组件。对于银河系中位于太阳坐标系的观测者来说，CMB光子路径的弯曲被限制在小于一个角秒，并且仅限于在银河系中心几度范围内通过的光线。然而，整个天空都受到影响，导致CMB在大角度尺度上的全局扭曲。这些失真会导致CMB天空温度球谐展开的低阶多极子泄漏到高阶模中。因此，CMB偶极的分量是由本星系群相对于本星系宇宙静止坐标系的运动产生的，它对太阳系中观测者的高阶矩有贡献。我们的射线跟踪代码，我们表明，这种现象是不敏感的具体选择银河系的潜力。我们还定量排除它作为一个贡献者CMB异常，如功率不对称或相关的排列低阶多极矩。
2014-07-21 astro-ph.CO
Parameter constraints from weak lensing tomography of galaxy shapes and cosmic microwave background fluctuations
最近，它已被证明，互相关CMB透镜和三维宇宙剪切允许大大收紧宇宙学参数的约束。我们调查是否可以在传统的断层扫描设置实现类似的改善。我们目前的Fisher参数预测的欧几里德星系调查结合不同的正在进行的和即将到来的CMB实验。与完全三维分析相比，我们发现只有边际改进。假设普朗克一样的CMB数据，我们表明，包括合并的CMB和宇宙剪切数据的全部协方差提高暗能量的品质因数只有百分之三。中微子质量的总和的边缘化的错误减少在同一水平。对于下一代CMB卫星任务，如棱镜的预测改善的暗能量的优值相当于约25%.Further，我们表明，小的改善相比之下，由增加的偏差在暗能量参数时，星系的内在排列是不正确的占在全协方差矩阵。
2017-07-25 astro-ph.CO
Imitating intrinsic alignments: A bias to the CMB lensing-galaxy shape cross-correlation power spectrum induced by the large-scale structure bispectrum
将星系的透镜效应信号与宇宙微波背景辐射（CMB）起伏进行互相关，有望提供有价值的宇宙学信息。特别是，它可能有助于收紧约束参数描述的性质，内在排列的星系在高红移。为了获取互相关信号所传递的信息，需要对其进行精确的理论描述。我们计算了非线性结构增长引起的CMB透镜-星系形状互相关测量的偏差。利用树级微扰理论对大尺度结构的双谱进行了研究，发现在大多数角尺度上，双谱的偏置是负的，从而模拟了本征取向的信号。结合欧几里得星系透镜数据与CMB实验可比的普朗克卫星任务的偏差变得显着，只有在最小的尺度（$\ell\gtrsim 2500$）。然而，对于改进的CMB观测，校正量为宽多极范围（$10 \lesssim \ell \lesssim 2000$）上CMB透镜-本征对准信号的10- 15%。因此，如果功率谱偏差未被校正，则在CMB阶段III和阶段IV实验的情况下，功率谱偏差分别转化为固有对准幅度的确定中的$2σ$和$3σ$误差。
2017-09-13 astro-ph.CO
Filling in CMB map missing data using constrained Gaussian realizations
为了分析宇宙微波背景的天空图，有必要遮蔽银河赤道周围的区域，那里的寄生前景发射是最强的，以及最明亮的紧凑源。由于许多数据的分析，特别是那些寻找原始起源的非高斯性的分析，是最直接地在全天空地图上进行的，因此开发有效的算法以合理的方式填充缺失的信息是非常有趣的。我们探索实用的算法填充约束高斯实现的基础上。虽然实现这样的实现原则上是简单的，但对于普朗克分析所需的精细像素化地图，直接的蛮力方法在数值上是不容易处理的。我们提出了一些具体的解决方案，这个问题，无论是在一个空间平坦的天空周期性的边界条件和像素化的领域。一种方法是用适当预处理的共轭梯度法求解线性方程组。虽然这种方法在具有周期性边界条件的矩形域上成功实现，并且即使对于非常宽的掩蔽区域也有效，但我们发现该方法在像素化球体上失败，原因我们在这里解释。我们提出了一种方法，适用于全天空像素化的地图上的球体涉及一个基于内核的多分辨率拉普拉斯求解器，其次是一系列的共轭梯度校正附近的边界的面具。
2011-09-10 astro-ph.CO
Contamination of early-type galaxy alignments to galaxy lensing-CMB lensing cross-correlation
由于宇宙的潮汐场，星系的形状会发生扭曲。星系透镜效应与宇宙微波背景（CMB）透镜效应的交叉相关性不能轻易地从星系内禀形状与CMB透镜效应的交叉相关性中分离出来。先前的工作表明，CFHT条纹82（CS 82）和阿塔卡马宇宙望远镜巡天的本征对准污染可以是这种互谱的$15\%$。在这里，我们重新审视这些估计使用最新的观测约束的内在对齐在红移更相似的CS 82星系。我们发现了一个$\approx$ $10\%$污染的交叉频谱从红星系，与$\approx$ $3\%$的不确定性，由于源星系的红移分布和光谱能量分布的建模的不确定性。蓝色星系与未对齐一致，但在当前$95\%$置信水平内，可能会因额外的$9.5\%$而污染交叉光谱。虽然我们的基准估计的对齐污染是类似于以前的工作，我们的工作表明，CMB透镜星系透镜互相关的对齐的相关性仍然在很大程度上不受约束。目前在$z>1.2$上几乎没有关于比对的信息。我们认为上限的情况下，所有的$z>1.2$星系对齐相同的强度低红移发光的红色星系，发现尽可能多的$\approx$ $60\%$污染。
2015-07-14 astro-ph.CO
Large-scale alignments from WMAP and Planck
我们重新审视的最大结构的排列中观察到的宇宙微波背景（CMB）使用7年和9年的WMAP和第一年的普朗克数据发布。观测到的排列-四极与八极以及它们与我们相对于宇宙微波背景的运动方向（偶极方向）和太阳系的几何形状（由南极平面定义）的联合排列-通常与以前WMAP数据发布的结果非常一致。然而，仔细观察最大尺度的全天数据，就会发现WMAP早期发布的数据（三到七年）和最终发布的九年数据之间存在差异。WMAP发布的所有数据与普朗克发布的第一年数据之间也存在差异。尽管如此，WMAP和普朗克的数据都证实了宇宙中最大的可观测CMB模式的排列。特别是，四极和八极之间的相互对齐的p值，以及由两个偶极子方向定义的平面的对齐，都在大于3西格玛水平的所有三个普朗克地图研究。我们还计算条件统计的各种路线，并发现，目前很难明确确定一个领先的异常，导致其他人，甚至区分因果关系的相关性。
2015-06-03 astro-ph.CO
Large Scale Anomalies in the Microwave Background: Causation and Correlation
微波天空中大尺度异常的大多数处理都是后验的，具有不可量化的别处寻找效应。我们将这些与早期宇宙中特定不均匀性的物理模型进行对比，然后产生明显的异常。物理模型预测候选异常之间的相关性，以及极化和大尺度结构中的相应信号，从而减少宇宙方差的影响。我们计算与大规模的不均匀性的明显的空间曲率，并表明它通常是小的，允许自洽分析。专注于一个单一的大平面波的不均匀性，我们表明，这可以有助于低-l模式的对齐和奇偶不对称的功率谱和最佳拟合的不均匀性占了很大一部分的声称的奇偶不对称。我们认为，这种方法可以推广到提供一个更定量的评估在宇宙中潜在的大尺度异常。
2014-01-06 astro-ph.CO hep-th
A Model For Polarised Microwave Foreground Emission From Interstellar Dust
下一代的宇宙微波背景（CMB）实验面临着一个重大的挑战，在检测弱宇宙B模式的签名预测的原始引力波的产品。为了达到所需的灵敏度，这些实验必须有令人印象深刻的控制系统的影响和详细的了解前景发射，将影响信号。在本文中，我们提出了模板的强度和偏振的发射从一个主要的银河前景，星际尘埃。这些都是使用一个模型，其中包括一个3D描述的银河磁场，检查大小尺度。我们还包括在模型中的细节的灰尘密度，晶粒排列和固有的偏振的发射从一个单独的颗粒。我们在这里提出的斯托克斯参数模板地图在150 GHz，并提供了一个在线存储库（http：//www.imperial.ac.uk/people/c.contaldi/fgpol），这些和其他地图的频率，将有针对性的即将到来的实验，如EBEX，蜘蛛和SPTpol。
2011-12-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Predictions of Cosmic Microwave Background Foregrounds Dust Polarization Using Velocity Gradients
对宇宙微波背景波动的观测提供了有关宇宙中原始不均匀性的信息。然而，暴胀引力波的B模偏振被星际磁场排列的尘埃产生的银河前景偏振辐射所污染。为了追踪磁场，我们使用速度梯度技术，该技术采用了对磁流体力学湍流运动性质的现代理解。本文将矢量几何变换与主成分分析相结合，提高了磁场跟踪的精度。我们应用VGT-PCA的高分辨率中性氢数据从GALFA-HI调查预测尘埃的偏振。我们报告说，尘埃极化的预测方向提供了良好的对应关系与普朗克353 GHz，两个AM=0.79之间的对齐措施。结果表明，我们的结果与普朗克极化的磁场跟踪统计一致。结果表明，沙尘暴的发射效率在整个天空中的变化很小。利用我们的预测偏振图，我们计算了E和B模式的比率，并显示BB/EE=0.53，这与普朗克偏振的结果相似。
2019-12-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evidence of a truncated spectrum in the angular correlation function of the cosmic microwave background
宇宙微波背景（CMB）波动中缺乏大角度相关性，这与慢卷暴胀的预测相冲突。但是，尽管缺失相关性的概率（< 0.24%）不利于> 3 sigma的传统图像，但与模型本身无关的因素可能会导致紧张局势。在这里，我们的目的是表明，大角度相关性的缺乏是最好的解释与波动功率谱P（k）的非零的最小波数k_min的引入。我们假设量子涨落是在早期宇宙中产生的，具有明确定义的功率谱P（k），尽管截止k_min不等于0。然后，我们重新计算的角度关联函数的CMB和比较它与普朗克观测。普朗克2013年的数据排除了在超过8 sigma的置信水平下的零k_min。而纯粹的慢卷暴胀会把所有的波动都拉伸到视界之外，产生一个k_min=0的P（k），因此在所有角度都有很强的相关性，而k_min > 0则表明在解耦时刻（t_dec）存在一个最大波长。这反对基本的暴胀范式-甚至可能提出非暴胀的替代方案-早期宇宙中扰动的起源和增长。在至少一个相互竞争的宇宙学中，R_h=ct宇宙，推断的k_min对应于t_dec处的引力半径。
2017-12-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
