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
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
Faraday Rotation as a diagnostic of Galactic foreground contamination of CMB maps
来自前景残差的贡献可以对宇宙微波背景（CMB）的温度图产生显著影响。大多数情况下，焦点一直在银河平面上，当前景清理发生时。然而，在本文中，我们将调查可能的前景污染，从银河系以外的来源在CMB地图。我们将分析法拉第旋转图和CMB温度图之间的相关性。法拉第旋转图依赖于银河系的磁场，以及热电子密度，两者都可能有助于CMB温度。我们发现，平均互相关的标准差偏离模拟在99.9%的水平。此外，CMB温度极值和法拉第旋转的极值点之间的比较也被执行，显示两者之间的一般重叠。我们还发现CMB冷点位于一个强负相关的区域，这意味着它可以用银河系起源来解释。此外，我们调查附近的超新星遗迹在银河系中，跟踪银河无线电环路。这些超新星遗迹位于银河系的高纬度和低纬度，因此远远超出了银道面。我们发现法拉第旋转和CMB温度之间的一些相关性，在选择无线电环路。这表明，银河系前景可能会影响CMB，在银河系高纬度地区
2012-02-08 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
Contamination on Lyman continuum emission at z >= 3: implication on the ionising radiation evolution
我们研究了在测量高红移星系逃逸的电离辐射时，受到低红移闯入者污染的可能性。利用新的超深VLT/VIMOS U波段数计数在GOODS-S领域，我们计算的预期概率的污染低z的闯入者作为一个函数的U-mag和图像空间分辨率（PSF）。假设地面观测不能分辨出半径在0.5”以内的天体，则每个z ≥ 3的星系有2.1%和3.2%的机会受到前景污染，采用面密度U带计数分别为27.5和28.5。假设半径为1.0”，这些概率增加到8.5%和12.6%。如果应用于文献中报道的z~3处直接观测到莱曼连续谱的估计，其中至少有1/3受到前景污染影响的概率大于50%.通过蒙特卡罗模拟，我们估计了前景源对莱曼连续谱通量的中位积分贡献（f900）.目前从叠加数据的估计是>2 sigma的中值综合污染的前景sources.The空间交叉相关的U-波段目录和样本的星系在z>=3.4的GOODS-S字段，产生了一些U-波段检测系统完全符合预期的叠加统计。事实上，它们中的每一个都显示了ACS图像中至少一个偏移污染物的存在。在红移3.797的HUDF中，一个前景蓝色致密源（U=28.63 +/- 0.2）的前景污染的示例性案例被报道;如果观察到的视宁度大于0.5”，污染源将模仿观察到的（f1500/f900）_OBS ~ 38，错误地归因于更高红移的源。[删节]
2010-01-21 astro-ph.CO
Explicit Bayesian treatment of unknown foreground contaminations in galaxy surveys
未知前景污染的处理将是未来十年巡天星系聚类分析的主要挑战之一。这些数据污染在恢复的功率谱和推断的暗物质密度场中引入了错误的大尺度效应。在这项工作中，我们提出了一个有效的解决方案，这个问题的形式，一个强大的可能性，旨在考虑由于未知的前景和目标污染的影响。从概念上讲，这种强大的可能性边缘化了未知的大规模污染幅度。我们展示了这种新的可能性的有效性，通过应用程序模拟SDSS-III数据集受到灰尘灭绝污染。为了说明我们提出的可能性的性能，我们推断底层的暗物质密度场和重建的物质功率谱，最大限度地不可知的前景。与标准泊松似然分析的结果进行比较，通常用于现代大尺度结构分析。虽然标准的泊松分析产生过大的功率为大规模的模式，并在功率谱中引入了一个整体的偏见，我们的可能性提供无偏估计的问题功率谱在整个范围内的傅立叶模式在这项工作中考虑。此外，我们证明了我们的方法准确地解释和纠正未知的前景污染的影响时，推断三维密度场。鲁棒似然方法，在这项工作中，将是至关重要的控制未知的系统误差和最大限度地提高十年期调查的结果。
2019-03-20 astro-ph.CO astro-ph.IM
Contamination of the Epoch of Reionization power spectrum in the presence of foregrounds
我们构建前景模拟包括空间相关的河外和弥漫的银河系的发射组件和计算的“内在”（无仪器）的二维空间功率谱和圆柱形和球形平均的三维k-空间功率谱的时代的再电离（EoR）和我们的前景模拟使用贝叶斯功率谱估计框架。这导致我们确定一个模型相关的区域的最佳信号估计为我们的前景和EoR模型，在EoR信号相对于前景的空间功率最大化。我们确定了一个目标字段相关的区域，在k空间中，在低k_perp和k_parallel的固有前景功率谱污染和过渡到一个相对前景自由的固有EoR窗口在该区域的补充。k空间的污染区域表明，同时估计EoR和前景对于获得EoR功率谱的统计稳健估计是重要的;从忽略其协方差的方法中将获得有偏结果。使用模拟观测与频率相关的紫外线覆盖和主波束，与前者来自HERA在37天线和331天线配置，我们恢复仪器功率谱与其内在的对应。我们讨论了这些结果的影响，最佳策略的无偏估计的EoR功率谱。
2016-07-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
Masking line foregrounds in intensity mapping surveys
我们解决的问题，线混淆的强度映射调查和探索的可能性，以减轻线前景污染逐步掩盖在观察到的地图中最亮的像素。我们考虑针对CO（1-0）在$z=3$、Ly $α$在$z=7$和CII在$z=7$的实验，并使用模拟强度图，其包括信号的聚类和散粒噪声分量以及可能的前景，以测试我们的方法的效率。我们发现，对于CO和Ly $α$，通过仅1%-3%的像素掩蔽从地图中去除大部分前景贡献是完全可能的。然而，由于仪器的限制和所涉及的高强度前景污染，CII地图将更难以清理。虽然掩蔽过程牺牲了我们的地图中存在的大部分天体物理信息，但我们证明了可以成功地检索目标线中有用的宇宙学信息。
2015-09-23 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
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
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
The degeneracy between primordial non-Gaussianity and foregrounds in 21cm intensity mapping experiments
原始非高斯性（PNG）的潜在证据预计将存在于宇宙学调查绘制的最大尺度中。即将进行的21厘米强度测绘实验将通过测量星系内的中性氢（HI）来探测这些尺度。然而，前景信号占主导地位的微弱的21厘米发射，这意味着前景清理需要恢复宇宙学信号。这具有的效果是在最大尺度上衰减HI功率谱，特别是沿着视线。虽然人们一致认为这种污染对探测PNG有潜在的问题，但它尚未得到充分的探索和量化。在这项工作中，我们进行了第一次预测$f_\text{NL}$，将模拟的前景地图，使用在实际数据中采用的技术。使用MCMC分析，我们证明了前景清理数据恢复我们的$f_\text{NL}=0$基准输入的巨大偏差值（$f_\text{NL} = -102.1_{-7.96}^{+8.39}$ [68% CL]）。引入具有固定参数的前景污染模型允许我们恢复无偏结果（$f_\text{NL} = -2.94_{-11.9}^{+11.4}$）。然而，目前尚不清楚，我们将有足够的了解前景污染，以允许这样的刚性模型。将我们前景模型中的主要参数$k_\parallel^\text{FG}$视为讨厌的参数并对其进行边缘化，仍然可以恢复无偏的结果，但代价是更大的误差（$f_\text{NL} = 0.75^{+40.2}_{-44.5}$），只能通过施加普朗克2018先验来减少。我们的研究结果表明，理解和控制前景去除效果的显着进展是必要的…
2020-10-19 astro-ph.CO
Four Fundamental Foreground Power Spectrum Shapes for 21 cm Cosmology Observations
与明亮的天体物理源相互作用的仪器效应的污染是测量再电离时代和BAO 21厘米功率谱的主要障碍-一种称为模式混合的效应。在本文中，我们确定了四个基本的功率谱形状产生的模式混合，将影响所有即将到来的观测。我们第一次能够解释在高级模拟中看到的楔形结构，并预测基本上没有污染的“EoR窗口”的形状。了解这些污染的来源也使我们能够识别低于成像极限的校准和前景减法误差，为精确观测提供了一个强大的新工具。
2012-04-25 astro-ph.CO astro-ph.IM
Subtracting Foregrounds from Interferometric Measurements of the Redshifted 21 cm Emission
从低频观测中减去前景污染的能力对于揭示潜在的21 cm信号至关重要。传统的视线法能有效地去除漫辐射和未分辨点源，但不能去除亮点源。在本文中，我们介绍了前景清洗技术在傅立叶空间，这使我们能够同时处理所有这样的前景，从而回避任何特殊的处理亮点源。用21厘米阵列实验的模拟数据立方体验证了该方法的可行性。该数据立方体包括21 cm信号、连续前景、探测器噪声和频率相关仪器响应的更真实模型。我们发现两种加权方案的组合可以用来保护前景的频率相干性：在uv平面上的均匀加权和在谱拟合中的逆方差加权。可见度谱因此很好地近似于沿视线的四次多项式。利用这种方法，我们证明了利用\sim 10 mK量级的残差可以有效地清除巨大的前景污染，同时也去除了宇宙学信号的频谱平滑分量，从而导致主要在大尺度上提取的功率谱的系统低估。
2011-12-15 astro-ph.CO
The moving lens effect: analytical modelling and foreground suppression
Department of Physics, University of Oxford（牛津大学物理系）
本研究针对移动透镜效应建立理论框架，明确其信号与前景的方向依赖差异，证明交叉关联仅由星系动量场纵向分量产生，为该效应的探测及前景抑制提供解析建模基础。
2026-09-04 astro-ph.CO
The Impact of Beam Variations on Power Spectrum Estimation for 21-cm Cosmology I: Simulations of Foreground Contamination for HERA
探测再电离时期（EoR）的宇宙学信号需要高精度的校准，以将宇宙学信号与前景发射分离开来。在无线电干涉测量中，天线元件的扰动初级波束会破坏精确校准，这导致污染圆柱平均功率谱中的无前景区域或EoR窗口。对于氢时代再电离阵列（HERA），我们模拟和表征的扰动初级束流引起的饲料运动，如轴向，横向和倾斜运动，以上的14米盘。为了了解扰动光束的影响，能见度测量建模与两个不同的前景组件，点源和漫射源，我们发现不同的饲料运动呈现出不同的反应，每种类型的天空源。HERA的冗余基线校准在存在非冗余天线波束的情况下，由于馈电运动，在增益解决方案中引入了色误差，这会产生进入EoR窗口的前景功率泄漏。观测到的垂直进给运动的泄漏主要来自天顶周围的点源。此外，所观察到的泄漏从水平和倾斜饲料运动主要来自附近的水平扩散组件。对于具有最小前景偏差的EoR信号的鲁棒检测来说，色增益误差的减轻将是必要的，并且这将在随后的论文中讨论。
2022-10-28 astro-ph.CO astro-ph.IM
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
Photometric redshifts: estimating their contamination and distribution using clustering information
我们提出了一种新的技术来估计光度红移箱之间的污染水平。如果红移仓之间的真实角互相关可以安全地假设为零，则任何测量到的互相关都是仓之间污染的结果。我们提出的理论为任意数量的红移箱，并详细讨论的情况下，两个和三个箱，可以很容易地解决分析。我们使用模拟目录构建的千年模拟测试的方法，表明人工污染，可以成功地恢复与我们的方法。我们发现，退化的参数空间中禁止我们确定一个独特的解决方案的污染，虽然限制，可以改善较大的数据集。然后，我们将该方法应用于观测星系调查：加拿大-法国-夏威夷望远镜遗产调查的深层部分。我们估计光度红移箱之间的污染水平，并证明我们有能力重建的真实红移分布和真实的平均红移星系在每个光度箱。
2010-10-07 astro-ph.CO
Forecast of foreground cleaning strategies for AliCPT-1
针对AliCPT-1的DC1模拟数据，研究比较TF、cILC、ABS和GLS四种独立前景清除流程，验证其在r=0.023时可将残余污染控制在2σ误差内且不造成显著r估计张力。
2024-06-26 astro-ph.CO
Preparation to the CMB Planck analysis : contamination due to the polarized galactic emission
2009年5月14日发射的普朗克卫星实验将精确测量宇宙微波背景（CMB）在温度和偏振方面的各向异性。这种测量被弥漫的银河偏振前景辐射的存在所污染。为了获得普朗克任务所需的精确度，有必要处理这些前景。为了做到这一点，已经开发并实现了两个主要的银河系偏振辐射的相干3D模型：同步加速器和热尘埃辐射。我们已经优化了这些模型进行比较，以预先存在的数据：K波段的WMAP数据，ARCHEOPS数据在353 GHz和408 MHz的全天空连续调查。通过在CMB占主导地位的频率上对这些模型进行外推，我们能够估计由于这些偏振星系发射而对CMB普朗克信号的污染。
2010-07-19 astro-ph.CO
Galactic foreground constraints on primordial $B$-mode detection for ground-based experiments
偏振前景的污染是未来偏振宇宙微波背景（CMB）调查和原始$B$模式的潜在探测的最大挑战之一。未来的实验，如西蒙斯天文台（SO）和CMB-S4，将着眼于在天空中相对较小的区域（$f_{\rm sky} \sim 0.1$）进行非常深入的观测。在这项工作中，我们调查的预测性能，作为一个功能的调查领域的位置在天空中，在整个天空的区域，偏振前景避免和前景成分分离建模需求之间的平衡。要做到这一点，我们模拟观察SO样实验和测量的误差条检测的张量标量比，$σ(r)$，与管道，其中包括一个参数分量分离方法，相关分量分析，并使用Fisher信息矩阵。我们预测了覆盖整个天空的192个调查区域以及优化的低前景区域的性能。我们发现，建模的光谱能量分布的前景是最重要的因素，任何不匹配将导致残差和偏见的原始$B$模式。在这些噪音水平下，如果观测目标是接近银河系两极的天空中污染最少的区域，那么$σ(r)$对前景污染水平并不特别敏感。
2021-11-12 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
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
Deep learning approach for identification of HII regions during reionization in 21-cm observations -- II. foreground contamination
本文提出SegU-Net v2卷积神经网络框架，用于在受前景污染的21厘米信号中识别中性区和电离区，并验证其对多种前景去除方法的独立性及在z>9时测量孤立电离气泡体积的能力。
2024-02-28 astro-ph.CO astro-ph.IM
Bayesian data analysis for sky-averaged 21-cm experiments with contamination from linearly polarised foreground
本文利用REACH贝叶斯分析流程评估偏振银河前景对全球21厘米信号提取的影响，证明在总偏振比例低于约3%时可低误差恢复注入信号。
2024-12-03 astro-ph.CO astro-ph.IM
Quantifying Foreground Contamination in the Dark Ages 21 cm Power Spectrum Using an Electromagnetically Simulated Dipole Antenna Atop a Dielectric Surface
Brown University（布朗大学）；National Radio Astronomy Observatory（国家射电天文台）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；Lunar Resources, Inc.（月球资源公司）
研究利用电磁模拟偶极天线量化黑暗时代21厘米功率谱中的前景污染问题。通过模拟可见度测量值，考虑天线波束、天空模型等，研究月球风化层变化影响，发现风化层特性影响前景功率抑制，强调准确建模前景和风化层的重要性。
2026-07-15 astro-ph.CO astro-ph.IM
Removing systematics-induced 21-cm foreground residuals by cross-correlating filtered data
对中性氢发射的红移21厘米信号的观测是探索宇宙中大尺度结构的一个有希望的途径。然而，宇宙学21厘米信号是具有挑战性的观察，由于天体物理前景，这是几个数量级的亮度。传统的线性前景去除方法可以最佳地去除已知望远镜响应的前景，但是对望远镜系统误差（例如天线增益和延迟误差）敏感，从而在恢复的信号中留下前景污染。另一方面，诸如主成分分析的非线性方法已经成功地用于前景去除，但是它们导致难以表征并且需要仔细分析的信号损失。在本文中，我们提出了一个系统的鲁棒前景去除技术，结合线性和非线性的方法。我们首先使用线性滤波器获得信号和前景估计。在假设信号估计被可参数化的系统效应引起的前景残差污染的情况下，我们通过将初始信号和前景估计互相关来推断系统引起的污染。校正推断的误差，我们能够减去前景污染的线性滤波信号的幅度的望远镜系统的第一顺序。在干涉21厘米调查的模拟中，我们的算法消除了由功率谱中的一到两个数量级的复增益误差引起的前景泄漏。因此，我们的技术简化了现代和下一代21厘米宇宙学实验的望远镜表征的要求。
2022-03-14 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
HIR4: Cosmological signatures imprinted on the cross correlation between 21-cm map and galaxy clustering
我们探讨了宇宙学多示踪剂协同效应之间的发射线星系分布的暗能量光谱仪和天籁工程21厘米强度图。我们使用从光锥体积（地平线运行4）中的粒子模拟生成的模拟地图，天空修剪，包括前景污染，其去除和仪器噪声的影响。我们首先验证前景残差如何影响恢复的21厘米信号，将不同程度的前景污染到21厘米的地图。我们发现，即使在HI的角自相关功率谱中，污染很小也不能忽略，但对HI与星系的角互功率谱的精度没有影响。在前景清理地图的情况下，由于信息在清理过程中丢失，在互相关功率谱中也存在偏差。然而，我们发现，从互相关功率谱的偏差是尺度无关的，这是很容易参数化的模型的一部分，而在HI自相关功率谱的偏移是非线性的。特别是，我们测试了互相关功率也受益于消除由仪器噪声引起的功率谱测量中的偏差，这改变了自相关功率谱的形状，但使互相关功率不受影响。然后，我们建模的角度互相关功率谱，以适应重子声学振荡功能的宽带形状的角度互相关功率谱，包括污染的残留前景和仪器噪声的影响。我们预测了天体角直径距离$D_\mathrm{A}$对天籁探路者红移$0.775<z<1.03$的约束，给出了在该红移下的距离测量精度为2.7%.
2020-11-16 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
Demonstration of hybrid foreground removal on CHIME data
针对21厘米宇宙学实验中望远镜系统误差导致的前景难分离问题，将HyFoReS技术应用于CHIME数据，通过高低延迟数据互相关估计并减除前景残差，可提升信号信噪比，助力大尺度模式恢复。
2024-08-16 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Impact of SZ cluster residuals in CMB maps and CMB-LSS cross-correlations
宇宙微波背景（CMB）图中的残余前景污染，如星系团方向的热Sunyaev-Zeldovich（SZ）效应的残余污染，会使CMB与大尺度结构光学巡天之间的互相关测量产生偏差。因此，有必要量化这些残差，如果可能的话，在CMB图中消除SZ聚类残差。我们首次量化了已发布的Planck 2015 CMB图中SZ团簇污染的数量，方法是（i）在团簇方向上堆叠CMB图，以及（ii）计算CMB图和SDSS-IV大尺度结构数据之间的互相关功率谱。我们的交叉功率谱分析产生的$30σ$检测在集群规模（$\ell=1500-2500$）和$39σ$检测在更大的规模（$\ell=500-1500$）由于SZ集群的集群，给出了一个整体的$54σ$检测SZ集群残差的普朗克CMB地图。普朗克2015 NILC CMB图显示有热SZ前景发射的$44\pm4\%$留在其中。使用“约束ILC”分量分离技术，我们构建了一个替代的普朗克CMB图，2D-ILC图，它被证明具有可忽略的SZ污染，代价是被银河前景和噪声稍微污染。我们还讨论了SZ残差的CMB地图上的ISW效应的测量，这是可以忽略不计的基础上，我们的分析的影响。
2018-06-28 astro-ph.CO
A Method for 21cm Power Spectrum Estimation in the Presence of Foregrounds
21厘米层析成像有望成为一个强大的工具，估计宇宙学参数，限制再电离的时代，并探测所谓的黑暗时代。然而，实现这一承诺将需要从前景污染的巨大来源之下提取宇宙学功率谱。在本文中，我们开发了一个统一的基于矩阵的框架，前景减法和功率谱估计，这使我们能够量化的误差和偏见，出现在功率谱作为前景减法的结果。我们发现，现有的视线前景减法建议可以导致大量的模式混合以及残留噪声和前景偏差，而我们提出的逆方差前景减法消除噪声和前景偏差，给出更小的误差条，并产生更少的相关测量的功率谱。我们还在数值上证实了文献中的直觉信念，即21厘米前景减法最好使用频率而不是角度信息。
2011-05-13 astro-ph.CO
Estimation and mitigation of foregrounds in projected kSZ velocity reconstruction
University of Cambridge（剑桥大学）；Kavli Institute for Cosmology Cambridge（卡弗里宇宙学剑桥研究所）；Berkeley Center for Cosmological Physics, Department of Physics, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校物理系宇宙学物理中心）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Institute of Astronomy, University of Cambridge（剑桥大学天文研究所）
本文研究了kSZ重构速度-星系交叉相关性中的前景偏置，通过热Sunyaev-Zel'dovich效应和宇宙红外背景建模，提出一种奇偶性奇 estimator 来消除前景污染，提升信号检测精度。
2026-03-30 astro-ph.CO
Reconstructing simulated CMB polarization power spectra with the Analytical Blind Separation method
多频观测需要将CMB与前景分离，并从数据中准确提取宇宙学信息。分析盲分离（ABS）方法致力于在存在天体物理前景辐射和仪器噪声污染的情况下从多频率观测中提取CMB功率谱。在这项研究中，我们应用ABS方法模拟天空地图，可以观察到与未来的星载调查，以测试该方法的能力，以确定CMB偏振$E$ -和$B$ -模式功率谱。我们提出了ABS方法的性能模拟全天空的分析和分析集中在天空区域较少影响银河前景发射。我们讨论的起源和最小化的偏差估计CMB偏振角功率谱。我们发现，ABS方法进行了相当不错的分析，在中等和小的角度尺度的全天观测，尽管强烈的前景污染。在最大的尺度上，仍然需要额外的工作来减少各种来源的偏差以及CMB $E$和$B$偏振之间的混淆对部分天空分析的影响。
2021-03-19 astro-ph.CO
CMBFSCNN: Cosmic Microwave Background Polarization Foreground Subtraction with Convolutional Neural Network
本研究拓展CMBFSCNN机器学习方法，纳入CMB透镜效应，结合半分图互相关技术降噪，在CMB-S4、LiteBIRD模拟数据中精确恢复CMB极化功率谱，并讨论方法对前景模型的依赖性。
2024-06-25 astro-ph.CO
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
Contribution of Radio Halos to the Foreground for SKA EoR Experiments
压倒性的前景污染是通过测量红移的21 cm信号探测再电离时期（EoR）的主要障碍之一。在各种前景成分中，射电晕研究较少，其对EoR观测的影响仍然知之甚少。在这项工作中，我们采用Press-Schechter形式主义，合并引起的湍流再加速模型，和最新的SKA 1-Low布局配置来模拟SKA“观察到的”射电晕图像。我们从模拟图像计算一维功率谱，发现无线电晕可以约$10^4$，$10^3$和$10^{2.5}$倍以上的亮度比EoR信号的尺度上的$0.1\,\text{Mpc}^{-1} < k < 2\,\text{Mpc}^{-1}$在120-128，154-162，和192-200 MHz的频带，分别。通过检查适当定义的EoR窗口内的二维功率谱，我们发现射电晕泄漏的功率仍然是显著的，因为射电晕与EoR信号在$0.5\,\text{Mpc}^{-1} \lesssim k \lesssim 1\,\text{Mpc}^{-1}$尺度上的功率比在三个频带中可以高达约230- 800%、18- 95%和7-40%，当考虑亮晕数密度变化引起的68%的不确定度时，此外，我们发现，无线电晕内的站波束的远旁瓣也可以施加强烈的污染内的EoR窗口。总之，我们认为，无线电晕是严重的前景源，需要认真对待在未来的EoR实验。
2019-06-11 astro-ph.CO
Estimating the Impact of foregrounds on the Future Detection of Rayleigh scattering
在复合后不久，中性氢对宇宙微波背景（CMB）的瑞利散射在强度和偏振涨落上留下了依赖于频率的印记。对CMB瑞利散射的高信噪比观测将为复合物理学提供更多的见解，包括对原始氦分数、光遗迹密度和中微子质量总和等参数的更大约束力。然而，CMB瑞利散射的这种测量是具有挑战性的，由于天体物理前景的存在，这是更强烈的高频，其中的瑞利散射的影响是最突出的。在这里，我们预测CMB瑞利散射的可探测性，包括前景去除使用盲内部线性组合方法为一组不久的将来的调查。我们表明，大气的地面观测站和天体物理前景的影响构成了一个显着的障碍，以检测CMB瑞利散射的实验计划在这十年，虽然一个高意义的测量应该是可能的未来CMB卫星。
2022-05-09 astro-ph.CO astro-ph.IM
On Removing Interloper Contamination from Intensity Mapping Power Spectrum Measurements
线强度测绘实验试图通过测量组合发射中的空间波动来跟踪大尺度结构，在一些方便的谱线中，从单独的未分辨星系。这些调查的一个重要的系统性问题是来自前景或背景星系的线混淆，这些星系发射的其他线恰好与感兴趣的“目标”发射线处于相同的观测频率。我们开发了一种方法来分离这种“闯入者”的发射功率谱水平。如果采用目标发射谱线的红移，从天空观测到的频率和角度映射到同动单位，则会将干扰辐射映射到错误的同动坐标上。由于映射在视线方向和横向方向上是不同的，所以对功率谱的插入者贡献变得各向异性，特别是如果插入者和目标发射处于广泛分离的红移。这种扭曲类似于阿尔科克-帕钦斯基检验，但这里的扭曲来自于错误的红移假设，而不是错误的宇宙学模型。我们将此应用到一个假设的[CII]排放调查的情况下，在z~7，并发现，独特的interloper各向异性，原则上，可以用来分离强前景CO排放波动。然而，在我们的模型中，需要一个比目前计划的更灵敏的仪器，尽管在预测高红移[CII]发射信号方面存在很大的不确定性。然而，对于即将到来的调查，在第一次掩蔽疑似包含强闯入者污染的像素之后应用该方法可能是有用的。
2016-04-19 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
Blind mitigation of foreground-induced biases on primordial $B$ modes for ground-based CMB experiments
International School for Advanced Studies (SISSA)（国际高等研究院）；Università di Trento（特伦托大学）；INFN Sezione di Trieste（的里雅斯特INFN分部）；IFPU（前沿物理研究所）；Dipartimento di Fisica, Università di Roma “Tor Vergata”（罗马“托维加塔”大学物理系）；INFN Sezione di Roma2（罗马第二INFN分部）
本文提出两种改进NILC框架的方法，用于减少前景对原初B模式的偏倚，通过去投影和似然边际化提升r的估计精度。
2026-04-13 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
The Effect of Foreground Mitigation Strategy on EoR Window Recovery
对于那些希望探测再电离时代21厘米信号的人来说，消除银河系和河外前景仍然是一个重大挑战。多种方法模拟这些前景与不同程度的假设已经过试验，并显示出有前途的恢复模拟数据。然而，最近已经增加了使用傅立叶空间中的前景的预期形状来定义没有前景污染的EoR窗口的讨论。通过仅在此窗口内进行分析，可以避免前景和它们可能引入的任何统计偏差，而是通过删除这些前景。在本文中，我们讨论了前景消除和前景避免的优点和缺点。我们创建了一系列模拟与噪声水平符合当前和未来的实验，并比较了从前景避免和简化的，频率无关的前景去除模型恢复的统计宇宙学信号。我们发现，虽然，对于目前的一代实验，前景回避，使一个更好的恢复在$k_{perp} > 0.6 \mathrm{Mpc}^{-1}$，前景去除是能够恢复显着更多的信号在小$k_{los}$为当前和未来的实验。我们还放宽了假设，前景是平滑的，通过引入一个高斯随机因子沿视线，然后也空间。我们发现，这两种方法都表现良好的前景模型的视线和空间变化周围$0.1\%$，但在水平大于此前景去除显示出更大的信号恢复。
2016-01-22 astro-ph.CO
Modeling Extragalactic Foregrounds and Secondaries for Unbiased Estimation of Cosmological Parameters From Primary CMB Anisotropy
利用最新的物理模型和约束的最新数据，我们开发了一个唯象参数化模型的贡献强度和偏振映射在毫米波长的外部星系和Sunyaev-Zeldovich效应。我们发现这样的建模是必要的宇宙学参数从普朗克数据的估计。例如，忽略红外背景的聚类将导致7 σ的n_s偏差。我们表明，在一个完整的前景模型的同时边缘化可以消除这种偏见，同时增加宇宙学参数的统计不确定性不到20%。通过纳入更高分辨率的地面数据，可以大大减少不确定性的小幅增加。我们采用的多频分析涉及对46个总功率谱进行建模，并对17个前景参数进行边缘化。我们表明，我们也可以减少数据的CMB功率谱的最佳估计，只有两个主成分（与约束幅度）描述残留的前景污染。
2011-02-25 astro-ph.CO
Foregrounds in Wide-Field Redshifted 21 cm Power Spectra
在红移z>6处，从再电离时期检测到HI的21 cm发射主要受到前景发射的限制。我们调查的宽场测量和全天空的前景模型使用延迟谱技术，通过天线对之间的信号延迟映射到前景物体的位置的测量签名。我们证明了干涉测量固有的所有尺度敏感，包括最大的角度尺度，由于宽场测量的性质。这些宽场效应对所有观测都是通用的，但天线形状会显著影响它们的振幅。相对于偶极子或相控阵列，从前景污染的角度来看，碟形天线产生最理想的特征。比较最近Murchison宽场阵列观测的数据，我们证明了对HI信号影响最大的前景签名来自远离主视场接收的功率。我们确定扩散发射附近的地平线作为一个重要的影响因素，即使在宽天线间距，通常代表小尺度上的结构。对于通过主视场进入的信号，紧凑发射占主导地位的前景污染。这两种机制在傅立叶延迟空间中的“前景楔形”上留下了特征性的“干草叉”签名。基于这些结果，我们提出，选择性的降权的数据的基础上天线的间距和时间可以减轻前景污染的一个因素~100，可以忽略不计的灵敏度损失。
2015-04-28 astro-ph.CO astro-ph.IM
Methodological Frontiers in 21-cm Intensity Mapping: the Treatment of Systematics and Foreground Contamination
Observatoire de la Côte d’Azur（蔚蓝海岸天文台）；University of the Western Cape（西开普敦大学）；Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；Foundation for Research and Technology Hellas (FORTH)（希腊研究与技术基金会）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）；The University of Edinburgh（爱丁堡大学）；Indian Institute of Technology Madras（印度理工学院马德拉斯分校）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；University of Portsmouth（朴茨茅斯大学）；Banwarilal Bhalotia College（班瓦里拉尔·巴洛蒂亚学院）；University of Cambridge（剑桥大学）；Northeastern University（东北大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）
本文综述了单碟21厘米强度映射中处理系统误差和前景污染的最新方法，重点讨论了波束响应和关联噪声等望远镜特定系统误差，并评估了不同方法在模拟环境中的优劣。
2026-06-26 astro-ph.CO
Foreground removal from WMAP 5yr temperature maps using an MLP neural network
从毫米/亚毫米波段的观测中提取宇宙微波背景（CMB）信号的主要障碍之一是银河系成分（主要是同步辐射、自由辐射和热尘埃辐射）的前景污染。固有CMB信号的统计性质使得最小化CMB温度确定中的系统误差是必要的。已经证明了使用简单的神经网络从详细的模拟数据中提取CMB信号的可行性。在这里，简单的神经网络应用于WMAP 5年的温度数据，而不使用任何辅助数据。一个简单的具有两个隐藏层的\emph{multilayer perceptron}神经网络提供了超过75%的天空温度估计，其随机误差大大低于以前从这些数据中提取的随机误差。此外，系统误差，即与银河前景相关的误差非常小。这些结果为神经网络方法处理欧空局普朗克测量卫星的高质量CMB数据做好了准备。
2010-10-08 astro-ph.CO
Estimating galactic foreground with the population of resolved galactic binaries
School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（杭州高等研究院基础物理与数学科学学院，UCAS）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）
本文通过分析二元系统空间分布，推导探测器对前景强度的变化，利用 Taiji 数据挑战 II 模拟了注入的随机背景，验证了基于解析银河二元系统性质描述前景的方法可行性。
2026-09-15 astro-ph.CO gr-qc
Ionospheric Attenuation of Polarized Foregrounds in 21 cm Epoch of Reionization Measurements: A Demonstration for the HERA Experiment
具有不是频率的平滑函数的偏振状态的前景对HI再电离时期（EoR）功率谱测量提出了挑战，如果它们没有与期望的Stokes I信号干净地分离的话。天线电磁响应的固有极化杂质限制了天空中极化状态的分量可以彼此分离的程度，导致这种频率结构可能被混淆为HI发射。我们调查法拉第旋转的潜力，地球的电离层提供一种机制，既缓解，系统的测试，这种污染。具体来说，我们考虑延迟功率谱估计，它依赖于前景将被分离的宇宙信号在傅立叶空间中的一个明确划定的边界的期望，并正在使用的氢时代的再电离阵列（HERA）实验。通过模拟的能见度测量，其中包括电离层法拉第旋转计算从真实的历史电离层等离子体密度数据，我们发现，在重复观测的天空的偏振态的非相干平均可以衰减偏振泄漏的功率谱的10倍或更多。此外，该效应提供了一种测试EoR功率谱估计中偏振前景污染的存在的方式。
2018-08-17 astro-ph.CO astro-ph.IM
Partially Constrained Internal Linear Combination: a method for low-noise CMB foreground mitigation
内部线性组合（ILC）方法是CMB数据分析中使用最广泛的多频清洗技术。这些方法通过最小化共同添加的映射中的总方差（受到信号保留约束）来减少前景，尽管通常仍然存在显著的前景残差或偏差。对ILC方法的修改是约束ILC（cILC），其明确地使某些前景分量无效;然而，这种前景无效对于地面CMB数据集来说通常代价很高，地图噪声在小尺度上显著增加。在本文中，我们探索了一种新的方法，部分约束ILC（pcILC），它允许我们优化ILC方法中的前景偏差和方差之间的权衡。特别地，该方法允许我们最小化受到不等式约束的方差，该不等式约束要求受约束的前景至少减少一个固定因子，该固定因子可以基于预期应用的前景灵敏度来选择。我们测试我们的方法模拟天空地图的西蒙斯观测实验，我们发现，清洁热Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）污染在$\ell \in [3000,4800]$，如果一个小的tSZ残留的20%的标准ILC残留可以容忍，CMB温度图的方差减少了至少50%以上的cILC值。我们还展示了应用这种方法来减少噪音的CMB透镜重建。
2020-12-07 astro-ph.CO
A Foreground Cleaned CMB Map from Non-Gaussianity Measurement
在本文中，我们提出了一种新的方法来估计前景清洁宇宙微波背景（CMB）地图的分辨率为$1^\circ$，通过最小化的非高斯性质的清洁地图，主要是由于扩散前景发射成分从银河系。我们采用简单的峰度统计作为非高斯特性的测量，并执行威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）在其7年的数据发布中提供的5个频率图的线性组合，以这种方式，清洁的地图具有最小的峰度，这导致非高斯最小化，前景清洁CMB地图。我们通过进行蒙特卡罗模拟来验证该方法。为了最大限度地减少任何残留的前景污染，从清洁的地图，我们标记出区域附近的银河系平面的基础上，从模拟的结果。在掩蔽区域之外，我们对CMB图的新估计与WMAP的ILC图匹配良好。一个简单的伪$C_l$为基础的CMB TT功率谱的非高斯最小化的地图再现了WMAP的功率谱的早期结果。{ \it该方法的一个重要优点是在低多极区角功率谱中不引入任何负偏置，这与通常的ILC方法不同。}比较我们的结果与以前发表的结果，我们认为，CMB的结果是强大的特定前景去除算法。
2011-05-31 astro-ph.CO
Enhanced foreground mitigation in thermal SZ Compton-$y$ maps via polarization and deprojection
Instituto de Física de Cantabria (CSIC-UC)（坎塔布里亚物理研究所（CSIC-UC））
本文提出一种混合Needlet内部线性组合方法，结合Planck总强度和偏振频率图以抑制残余银河辐射，同时保留未极化的SZ信号，通过热尘埃和同步辐射的内在TE和TB相关性实现。
2026-07-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Restoring Missing Modes of 21cm Intensity Mapping with Deep Learning: Impact on BAO Reconstruction
本文利用U-Net深度学习模型恢复21cm强度映射中受前景污染影响的缺失模式，在k~1 h/Mpc处实现约0.9的相关性，且对BAO重建性能影响极小，并发现粗网格训练的模型可有效应用于细网格。
2025-03-26 astro-ph.CO
Distant foreground and the Hubble constant tension
我们可以通过考虑银河系外遥远的源（遥远的前景）周围的某些介质（如极冷的粗粒（灰色）尘埃）对宇宙微波背景宇宙微波背景（CMB）的污染，来解释宇宙学参数$H_0$（哈勃常数）的本地测量值与从普朗克飞行任务对CMB的测量值之间的差异（张力）。与其他任何前景一样，它将改变CMB功率谱，并有助于CMB温度波动的分散。通过生成具有不同色散的CMB随机样本，我们已经检查了增加的色散导致$H_0$的较小估计值，其余的宇宙学模型参数保持不变。这可以解释{ \it普朗克}导出的参数$H_0$相对于局部测量值的减小值。一段时间以来，人们一直怀疑这些冷灰色的尘埃存在于星系际空间，而且除了遥远的河外星系源变暗的影响外，几乎无法探测到。
2023-01-22 astro-ph.CO
