N+2 Mapmaking for Polarized CMB Experiments
本文提出N+2制图方法，为多探测器CMB数据同时构建单探测器温度图和共加偏振图，在Planck LFI 30 GHz数据上测试发现扫描策略限制分离，但提出喇叭图方案并在模拟中验证了有效性。
2025-09-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
SRoll2: an improved mapmaking approach to reduce large-scale systematic effects in the Planck High Frequency Instrument legacy maps
本文描述了一种改进的映射方法，相对于用于普朗克高频仪器2018 Legacy版本的方法。该算法SRoll 2更好地纠正了已知的仪器效应，仍然主要影响极化的大角度尺度的数据失真的信号，和/或留下残差可观察到的零测试。主要的系统效应是板载模数转换器的非线性响应，在Planck HFI Legacy版本中，该非线性响应被清除为经验时变线性检测器链响应，这是一阶效应。SRoll 2方法拟合高阶效应的模型参数并校正信号的全部失真。通过迭代地比较数据和模型，使用数据中的冗余来拟合模型参数。极化效率的不确定性和相关的误差也已被校正的基础上的冗余数据和它们的残留水平与模拟表征。本文使用端到端仿真证明了该方法的有效性，并提供了一种系统效应残差的测量方法，该方法现在远低于检测器噪声水平。最后，本文使用在http://sroll20.ias.u-psud.fr上发布给社区的相关模拟来描述和表征所得到的SRoll 2频率图。
2019-09-09 astro-ph.CO
The impact of beam deconvolution on noise properties in CMB measurements: Application to Planck LFI
本文分析了束流反卷积对CMB测量中噪声特性的影响。该分析是围绕artDeco光束反卷积器代码构建的。我们推导出一个低分辨率的噪声协方差矩阵，它描述了反卷积产品中的残余噪声，在谐波和像素空间。该矩阵模型的剩余相关噪声，仍然在时间顺序的数据后，条带，和反卷积的效果。为了验证结果，我们产生的噪声模拟，模仿数据从普朗克LFI仪器。在多极范围$\ell=0-50$中对全70 GHz协方差进行$χ^2$检验，得到平均降低的$χ^2$为1.0037。我们比较了两个行人的选择，充分和独立的行人，去卷积可用数据的子集时。完全去噪留下的残留噪声基本上更少，但留下了相互关联的数据集。我们还推导了一个白噪声协方差矩阵，提供了一个近似的全噪声在高多极子，并通过模拟研究的高分辨率噪声在像素空间的属性。
2016-02-08 astro-ph.CO astro-ph.IM
Planck pre-launch status: the Planck-LFI programme
本文概述了欧空局普朗克飞行任务中的低频仪器方案。LFI仪器的研制是为了在低于宇宙微波背景辐射谱峰值的27-77千兆赫频率范围内绘制高精度的微波天空图。科学目标的描述，从基本的宇宙学银河系和河外天体物理学。概述了仪器的设计和开发，以及模型原理和测试策略。该仪器是在普朗克飞行任务的背景下提出的。描述了地面和飞行中校准的LFI方法。我们还描述了LFI地面段。我们提出了一些测试的结果，证明了LFI数据处理中心（DPC）的能力，以适当地减少和分析LFI飞行数据，从遥测信息到校准和清洁的时间顺序数据，在每个频率的天空图（温度和偏振），组件发射图（CMB和扩散前景），各种来源的目录（早期发布的压缩源目录和最终压缩源目录）。简要介绍了LFI联盟的组织以及核心团队在数据分析和科学开发中的作用。在LFI飞行模型上进行的所有测试都证明了该仪器及其各个子单元的出色性能。对数据分析流水线进行了测试，并验证了其主要步骤。在发射后的前三个月，将完成调试、校准、性能和验证阶段，之后普朗克将开始其运行寿命，LFI将成为其中不可或缺的一部分。
2010-01-15 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Planck/LFI Radiometer Electronics Box Assembly
辐射计电子箱组件（REBA）是普朗克任务（ESA）低频仪器（LFI）的控制和数据处理机载计算机。REBA的设计和制造结合了最先进的处理器、通信接口和实时操作系统软件，以满足LFI的科学性能。我们提出了REBA的技术总结，包括物理，功能，电气，机械和热描述。提供了设备的设计和开发、组装、集成和验证方面的内容。简要描述了LFI车载软件，包括底层软件和应用软件的主要功能和架构。本文还介绍了作为独立产品开发的压缩机模块，后来集成到应用中。两个相同的工程模型EM和AVM，工程鉴定模型EQM，飞行模型FM和飞行备件已经制造和测试。开发了底层软件和应用软件。验证活动表明，REBA硬件和软件符合所有规范，并按飞行操作要求运行。
2010-01-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
Beam-deconvolved Planck LFI maps
普朗克合作组织于2018年发布了最终数据。在本文中，我们描述了束反卷积映射产品从普朗克LFI数据使用artDeco反卷积代码对称化的有效束。反卷积结果是辅助数据产品，可通过普朗克遗产档案馆获得。对这些去卷积的勘测差异图的分析揭示了30 GHz和44 GHz频率信道中的残留信号的迹象。我们产生低分辨率的地图和相应的噪声协方差矩阵（NCVM）。NCVM同意合理的半环噪声估计，除了44 GHz，在那里我们观察到$EE$和$BB$噪声谱之间的不对称性，可能是进一步未解决的系统的迹象。
2020-01-27 astro-ph.CO
A systematic approach to the Planck LFI end-to-end test and its application to the DPC Level 1 pipeline
普朗克LFI数据处理中心（DPC）的一级专门用于处理科学和内务遥测。它是普朗克地面部分的一个关键组成部分，必须严格遵守项目时间表，为发射和飞行操作做好准备。为了保证实现普朗克飞行任务目标所需的质量，1级软件的设计和开发遵循了欧空局软件工程标准。软件生命周期中的一个基本步骤是软件的验证和确认。这项工作的目的是展示一个成功应用于欧空局任务的一个关键软件项目的程序、测试开发和分析的例子。我们通过详细说明所使用的方法和获得的结果，介绍了在LFI-DPC 1级上进行的端到端验证测试。已使用不同的方法来测试科学和内务数据处理。通过将具有已知特性的信号直接注入采集电子设备，对科学数据处理进行了测试，以生成真实遥测数据的测试数据集并尽可能多地再现标称条件。对于HK遥测处理，已开发验证软件，以将已知参数值注入一组真实内务数据包，并与1级生成的相应时间线进行比较。通过拟议的确认和验证程序，将机载和地面处理视为单一管道，我们证明了普朗克-LFI原始数据的科学和内务处理是正确的，符合项目要求。
2010-01-27 astro-ph.CO astro-ph.IM
Thermal susceptibility of the Planck-LFI receivers
这篇论文是发表在JINST上的发射前状态LFI论文的一部分：http://www.iop.org/EJ/journal/-page=extra.proc5/jinst。本文介绍了普朗克低频仪器前端物理温度波动对输出信号的影响。讨论了仪器中热不稳定性的起源，并描述了它们对接收器信号的传播和影响的分析模型。在仪器地面校准过程中，专门用于评估这些影响的实验测试装置与数据分析方法一起报告。最后，主要结果进行了讨论和比较的要求。
2010-01-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
Off-line radiometric analysis of Planck/LFI data
普朗克低频仪器是普朗克卫星上的一个由22个伪相关辐射计组成的阵列，用于在三个频带（30、44和70千兆赫）测量宇宙微波背景中的温度和偏振各向异性。为了校准和验证LFI的性能，开发了一个名为LIFE的软件套件。其目的是提供一个通用平台，用于分析对仪器的单个组件（RCA，辐射测量链组件）和集成辐射测量阵列组件（RAA）进行的测试结果。此外，其分析工具设计用于飞行期间以及生成关于仪器状态的定期报告。LIFE套件是采用多层次、跨平台的方法开发的。它实现了许多用RSI IDL编写的分析模块，每个模块都通过用C和C++编写的可移植和高度优化的函数库访问数据。LIFE最重要的特点之一是它能够使用地面试验数据和实际飞行数据作为输入运行相同的数据分析代码。LIFE软件包已成功地用于RCA/RAA试验和普朗克综合系统试验。此外，在2008年10月举行的系统操作验证测试中，该软件还通过了飞行中使用的验证。
2010-01-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
The linearity response of the Planck-LFI flight model receivers
在本文中，我们讨论的普朗克-LFI接收机的线性响应，特别是参考信号压缩测量的30和44 GHz的信道。在这篇文章中，我们讨论了各种来源的压缩，并提出了一个模型，准确地描述了在测试过程中测得的数据进行单独的放射性链。在讨论测试结果后，我们提出了最佳的参数集代表接收机的响应，并讨论了非线性的影响，在飞行校准，这是可以忽略不计的。
2010-01-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
On the detection of point sources in Planck LFI 70 GHz CMB maps based on cleaned K-map
利用普朗克LFI 70 GHz数据，进一步探讨了宇宙微波背景（CMB）辐射天空图中点源探测技术。本文采用Tegmark等人提出的前景简化方法，以Kolmogorov参数为描述子，对普朗克卫星CMB温度资料进行了分析。大多数检测到的点与其他方法已经揭示的点源相吻合。然而，我们也发现了9个源候选人，仍然没有对应的已知。
2015-03-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Planck-LFI radiometers tuning
“本文是在JINST上发表的发射前状态LFI论文的一部分：http://www.iop.org/EJ/journal/-page=extra.proc5/jinst“本文描述了通过地面测试活动进行的普朗克低频仪器调谐活动，从单元到卫星水平。调谐是实现最佳仪器性能的关键，调谐参数在很大程度上取决于热和电条件。为此，在地面试验期间多次重复调谐，并且在开始标称操作之前在飞行中重复调谐。本文讨论了调整的理念，活动和取得的成果，突出的发展和测试活动期间发生的变化。本文最后概述了卫星低温试验活动（2008年夏季）期间进行的调整和刚刚开始的飞行中校准的计划。
2010-01-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
Effect of Template Uncertainties on the WMAP and Planck Measures of the Optical Depth Due To Reionization
再电离光学深度是最差确定的六个$Λ$ CDM参数适合CMB各向异性数据。仪器噪声和系统学阻止了不确定性达到其宇宙方差极限。目前，提供最具统计约束力的数据集是WMAP、普朗克LFI和普朗克HFI全天空偏振图。由于再处理的HFI数据与减少系统学尚未公开，我们检查了$τ$的测定使用9年的WMAP和2015年普朗克LFI数据，重点是表征潜在的系统性偏差导致的前景模板和掩蔽的选择。我们发现证据的低水平系统的LFI偏振数据与大致共模形态跨越LFI频率和频谱一致的强度信号泄漏到偏振通道。我们证明了使用LFI 30 GHz地图作为模板从WMAP数据中清除同步加速器时导出的光学深度的显著偏差，并建议不要使用2015年LFI 30 GHz偏振数据作为非LFI数据集的前景模板。我们发现2015年极化353 GHz尘埃模板从普朗克似然重建的版本和那些从交付的地图，这可能会影响$τ$在1 $σ$水平之间的不一致。在$τ$值在我们研究的数据组合集合上的分布表明，系统的不确定性仍然对$τ$中的当前不确定性有显著影响，但所有值都与$τ$ = 0.07 +/- 0.02的范围一致。
2019-01-08 astro-ph.CO
Planck-LFI: Design and Performance of the 4 Kelvin Reference Load Unit
LFI辐射计使用伪相关设计，其中来自天空的信号与由低温参考负载系统提供的稳定参考信号进行连续比较。参考单元由小型锥形喇叭组成，每个辐射计一个，总共22个，面向小型吸收目标，由商业树脂ECCOSORB CR（TM）制成，冷却至约4.5 K。喇叭和目标由一个小间隙分开，以允许热去耦。目标和喇叭设计针对每个LFI频段进行了优化，中心频率为70、44和30 GHz。金字塔喇叭要么在辐射计20 K模块内部加工，要么通过外部电铸弯曲波导连接。参考信号的高稳定性要求对负载的辐射特性和热特性进行了仔细的设计。已对用于生产的材料的热、RF和机械性能进行了表征。本文介绍了该参考系的设计和性能。
2010-01-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
LFI 30 and 44 GHz receivers Back-End Modules
普朗克低频仪器的30和44 GHz后端模块（BEM）是在室温下工作的宽带接收器（20%相对带宽）。来自前端模块的信号经过放大、带通滤波，最后由检波二极管转换为直流电。每个接收器都有两个相同的分支，遵循普朗克辐射计的差分方案。BEM设计是基于MMIC低噪声放大器，使用GaAs P-HEMT器件，微带滤波器和肖特基二极管检测器。他们的制造发展包括优雅的实验板原型，最后的资格和飞行模型单位。进行了电气、机械和环境测试，以表征和验证所制造的BEMs。介绍了普朗克LFI辐射计的30和44 GHz后端模块，并详细介绍了为确定其电气和环境性能而进行的测试。给出了30和44 GHz后端模块的频率响应、有效带宽、等效噪声温度、1/f噪声和线性度等电性能。
2010-01-27 astro-ph.CO astro-ph.IM
Optimization of Planck/LFI on--board data handling
为了评估对1/f噪声的稳定性，普朗克任务机载低频仪器（LFI）将以远高于其遥测带宽35.5 kbps所允许的数据速率的速率获取数据。数据由机载管道处理，然后在地面上进行反向步骤。本文阐述了LFI的科学星上处理，以适应允许的数据速率。这是一个有损过程，通过对44个LFI检测器中的每一个使用一组5个参数Naver、r1、r2、q、O进行调谐。本文量化了由板载处理引入的失真水平，EpsilonQ，作为这些参数的函数。它描述了优化机载处理链的方法。调整程序基于应用于未处理和未压缩原始数据的优化算法，这些原始数据由模拟、发射前测试或从诊断模式下的LFI操作中获取的数据提供。所有需要的优化步骤都由自动化工具OCA 2执行，该工具以优化的参数结束并产生一组统计指标，其中包括压缩率Cr和EpsilonQ。对于Planck/LFI，要求是Cr = 2.4和ε Q <=仪器白噪声均方根的10%。为了加速该过程，开发了一种分析模型，该模型能够提取关于ε Q和Cr的大部分相关信息作为信号统计和处理参数的函数。该模型将用于仪器数据分析。该方法应用于地面试验期间，当仪器在代表飞行的条件下工作时。通过优化参数和性能验证，达到了35.5Kbps的数据传输速率，同时使EpsilonQ保持在3.8%的白噪声均方根值，满足要求。
2010-01-26 astro-ph.CO astro-ph.IM cs.IT
A novel CMB polarization likelihood package for large angular scales built from combined WMAP and Planck LFI legacy maps
我们提出了一个CMB的大尺度极化数据集，通过结合WMAP Ka，Q和V普朗克70 GHz的地图。我们采用WMAP和普朗克合作发布的传统频率图，并执行我们自己的银河前景缓解技术，该技术依赖于普朗克353 GHz的极化尘埃和普朗克30 GHz和WMAP K的极化同步加速器。我们推导出一个单一的，最优噪声加权，低残留前景地图和伴随的噪声协方差矩阵。通过$χ^2$分析，这些都显示出在大量的银河掩模集合上是鲁棒的。我们使用这个数据集，以及普朗克遗留的指挥官温度解决方案，建立一个基于像素的低分辨率CMB似然包，其鲁棒性，我们广泛测试的帮助下的模拟，发现良好的一致性。单独使用该似然包，我们将光学深度约束为在$68\%$ C.L.的再电离$τ=0.069^{+0.011}_{-0.012}$，54%的天空。加上普朗克高$\ell$温度和极化的遗留可能性，普朗克透镜可能性和BAO观测，我们发现$τ=0.0714_{-0.0096}^{+0.0087}$在一个完整的$Λ$ CDM探索。后者的界限是稍微少约束比那些获得采用\Planck \ HFI CMB数据的大角度偏振，只包括EE相关。我们的界限是基于一个很大程度上独立的数据集，其中也包括TE相关性。它们通常与普朗克HFI很好地兼容，偏好稍高的PDMATHAMT值。我们公开了低分辨率的普朗克和WMAP联合数据集以及随附的似然代码。
2020-05-12 astro-ph.CO
Exact map-space beam convolution via spin-mapmaking
Università degli Studi di Ferrara（费拉拉大学）；Università degli studi di Trento（特伦托大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Ferrara（意大利国家核物理研究所，费拉拉分部）；Institut d’Astrophysique Spatiale, CNRS, Univ. Paris-Sud, Université Paris-Saclay（空间天体物理研究所，法国国家科学研究中心，巴黎南大学，巴黎萨克雷大学）
本文提出一种基于自旋地图绘制的映射空间波束卷积方法，可精确模拟CMB实验的波束卷积系统误差，发布的Smarties4Planck代码能高效生成符合要求的模拟映射。
2026-10-15 astro-ph.CO
Cosmoglobe DR1 results. II. Constraints on isotropic cosmic birefringence from reprocessed WMAP and Planck LFI data
本研究利用再处理的 BeyondPlanck LFI 和 Cosmoglobe DR1 WMAP 偏振图限制宇宙双折射角度 $β$，发现同步辐射主导通道的测量结果与先前尘埃主导的限制一致，尽管统计显著性较低。
2023-05-03 astro-ph.CO
Planck focal plane instruments: advanced modelization and combined analysis
本文是我作为IASF-MI研究员的工作成果，Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica米兰分部，INAF的一部分，Istituto Nazionale di Astrofisica。这项工作始于2006年1月，在Aniello Mennella的监督下，在米兰大学物理系举行的天体物理学博士课程的背景下。我的工作的主要课题是低频仪器（LFI）辐射计的软件建模。LFI是欧洲航天局普朗克飞行任务上的两个仪器之一，用于高精度测量宇宙微波背景（CMB）的各向异性。我还被选中参加反粒子物理学国际博士学位，IDAPP。IDAPP由意大利大学和研究部（MIUR）资助，由Giovanni Fiorentini（Universita' di Ferrara）协调，旨在支持天体物理学和粒子物理学社区之间日益增长的合作。这是一个与巴黎博士学校合作的国际计划，涉及巴黎第六，第七和第十一大学，导致法国-意大利双博士学位头衔。我的工作是在普朗克号上的热辐射测量仪器高频仪器（HFI）的仪器科学家Jean-Michel Lamarre的共同指导下完成的。由于这次合作，我有机会与HFI团队在巴黎天文台工作了四个月，因此我的活动重点扩大了，包括HFI和LFI数据之间的互相关研究。普朗克是第一个在同一颗卫星上搭载非常不同的探测技术的CMB任务，这是控制系统效应和提高…
2012-08-09 astro-ph.CO astro-ph.IM
Cosmoglobe DR1. III. First full-sky model of polarized synchrotron emission from all WMAP and Planck LFI data
本研究基于所有WMAP和Planck LFI数据，利用Cosmoglobe DR1重处理天空图构建了首个偏振同步辐射全天空模型，该模型灵敏度更高、系统误差更低、误差描述更完整，适用于多种同步辐射相关科研场景。
2023-10-20 astro-ph.CO
Cryogenic environment and performance for testing the Planck radiometers
本文是JINST上发表的发射前状态LFI论文的一部分：http://www.iop.org/EJ/journal/-page=extra.proc5/jinst普朗克LFI辐射计链组件（RCA）已在两个专用的低温设施中进行了校准。本文介绍了实验设备和相关仪器。单链的主要卫星热界面必须复制，稳定性要求必须得到满足。讨论了系统设计、出现的问题和改进方案。低温设置的性能报告。
2010-01-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
Planck 2015 results. V. LFI calibration
我们介绍了用于校准普朗克低频仪器（LFI）时间线到普朗克2015年数据发布的热力学温度的管道的描述，涵盖了四年的不间断运行。与2013年的数据发布一样，我们的校准器由宇宙微波背景偶极子的自旋同步调制提供，但我们现在使用轨道部分，而不是采用威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）太阳偶极子。这使得我们的2015年LFI分析能够提供一个独立的太阳偶极子估计，这与HFI的估计非常一致，并且在WMAP值的$1σ$（幅度为0.3%）范围内。相对于2013年普朗克数据发布，WMAP和迭代校准代码的全球大修使LFI地图的整体水平在温度上增加了0.45%（30 GHz），0.64%（44 GHz）和0.82%（70 GHz），从而减少了与WMAP测量的功率谱的差异。我们估计，LFI校准不确定性现在在70 GHz的地图，44 GHz的地图和30 GHz的地图的0.26%和0.35%的水平为0.20%。我们提供了自上次数据发布以来在校准中实施的所有变更的影响的详细描述。
2015-11-17 astro-ph.CO astro-ph.IM
Frequency-Dependent Constraints on Cosmic Birefringence from the LFI and HFI Planck Data Release 4
我们提出了新的约束的频率依赖性的宇宙双折射角从普朗克数据发布4偏振图。耦合到电磁力的轴子场预测了一个几乎与频率无关的双折射角$β_ν= β$，而来自局部磁场的法拉第旋转和洛伦兹破坏理论预测了一个宇宙双折射角，它与频率$ν$成正比，与某个整数$n$的幂成正比，$β_ν\propto ν^n$。在这项工作中，我们首先采样$β_ν$单独为每个极化的HFI频段，除了从LFI的70 GHz信道。我们还约束的双折射角，$β_ν=β_0(ν/ν_0)^n$，与$ν_0 = 150$ GHz的幂律公式。对于一个几乎全天空的测量，$f_{\text{sky}}=0.93$，我们发现$β_0 = 0.26^{\circ}\pm0.11^\circ$ $(68\% \text{ C.L.})$和$n=-0.45^{+0.61}_{-0.82}$时，我们忽略了固有的$EB$相关性的偏振前景发射，和$β_0 = 0.33^\circ \pm 0.12^\circ$和$n=-0.37^{+0.49}_{-0.64}$时，我们使用一个附加的灰尘模型的前景$EB$。接下来，我们使用所有极化普朗克图，包括30和44 GHz频段。这些波段有一个可以忽略不计的前景贡献偏振尘埃排放。因此，我们将它们分开对待。在没有对前景的固有$EB$进行任何建模的情况下，我们通常发现，包含30和44 GHz频带提高了$β_ν$的测量值并…
2022-06-09 astro-ph.CO
BeyondPlanck X. Planck LFI frequency maps with sample-based error propagation
本文在 BeyondPlanck 框架内通过后验采样生成 Planck LFI 频率天图，首次在完整角分辨率下实现相关噪声与增益波动的完全贝叶斯误差传播，70 GHz 校准不确定性较 Planck 2018 降低 40 倍。
2022-08-30 astro-ph.CO
BeyondPlanck X. Bandpass and beam leakage corrections
本文研究了BeyondPlanck CMB分析流水线中Planck LFI数据的带通与波束泄漏校正方法，通过对带通剖面进行多项预处理及参数拟合，显著降低了泄漏效应，并首次在Planck LFI地图中引入波束失配泄漏校正。
2022-01-10 astro-ph.CO astro-ph.IM
Planck pre-launch status: Design and description of the Low Frequency Instrument
在本文中，我们提出了低频仪器（LFI），设计和开发的普朗克空间任务的一部分，欧空局计划致力于精确成像的宇宙微波背景（CMB）。Planck-LFI将在以30、44和70 GHz为中心的三个频带内观测全天空的强度和偏振，而更高的频率（100-850 GHz）将由HFI仪器覆盖。LFI是一种微波辐射计阵列，基于最先进的磷化铟低温HEMT放大器，在使用黑体负载作为参考信号的差分系统中实现。前端冷却至20 K以获得最佳灵敏度，基准负载冷却至4K以最大限度地降低低频噪声。我们提供了LFI的概述，讨论了领先的科学要求，并描述了各种硬件子系统所采用的设计解决方案。辐射，光学和热设计的主要驱动因素进行了讨论，包括对灵敏度，稳定性和拒绝系统的影响的严格要求。关于关键仪器单元和地面校准结果的进一步细节见一套配套文件。
2010-01-19 astro-ph.CO astro-ph.IM
Planck intermediate results. LVII. Joint Planck LFI and HFI data processing
我们提出了NPIPE处理管道，它使用高性能计算机从普朗克低频仪器（LFI）和高频仪器（HFI）的数据中产生校准的温度和偏振频率图。NPIPE代表了先前普朗克分析工作的自然演变，并结合了LFI和HFI分析管道的一些最强大的功能。这些改进的净效果是在基本上所有角度尺度上的频率和分量图中的噪声和系统性水平较低，以及各种频率通道之间的内部一致性显著提高。基于NPIPE地图，我们提出了第一次估计的太阳偶极子确定通过组件分离所有九个普朗克频率。振幅为（$3366.6 \pm 2.7$）$μ$ K，与早期估计值一致，尽管略高于早期估计值。从大规模的偏振数据，我们得到一个更新的估计的光学深度的再电离的$τ= 0.051 \pm 0.006$，这似乎是强大的数据和天空削减。有600个完整的信号，噪声和系统学模拟的全频率和检测器集的地图。作为普朗克第一，这些模拟包括全时域处理的束卷积CMB各向异性。NPIPE地图和模拟的发布伴随着一套完整的原始和处理后的时间顺序数据以及进一步改进分析和运行匹配模拟所需的软件、脚本、辅助数据和参数文件。
2020-07-09 astro-ph.CO
CMB power spectra and cosmological parameters from Planck PR4 with CamSpec
本文给出了从宇宙微波背景的普朗克PR4（NPIPE）图导出的角功率谱和宇宙学参数约束。NPIPE由普朗克合作组织于2020年发布，是一种新的处理管道，用于从普朗克数据中生成校准的频率图。我们已经创建了新版本的CamSpec可能性使用这些地图，并将其应用于约束LCDM和单参数扩展。我们发现NPIPE和普朗克2018地图在参数水平上具有很好的一致性，表明普朗克宇宙学对地图制作中的实质性变化具有鲁棒性。NPIPE的较低噪声导致约10%的约束更严格，并且我们看到更小的误差条和向LCDM值的偏移，包括Omega_K和A_Lens。
2022-11-11 astro-ph.CO
BeyondPlanck XVI. Limits on Large-Scale Polarized Anomalous Microwave Emission from Planck LFI and WMAP
本研究在贝叶斯CMB框架下利用Planck LFI和WMAP数据约束大尺度极化AME，发现AME极化分数约束高度依赖同步辐射谱指数先验，并指出结合C-BASS和QUIJOTE等低频实验数据对进一步改善限制至关重要。
2022-04-26 astro-ph.CO
The Primordial Magnetic Field (PMF) Generated in Large Field Inflation (LFI), Natural Inflation (NI) and $R^2$-Inflation by $f^{2}FF$ Model
大尺度磁场似乎存在于几乎所有的天体物理系统中，从行星到超星系团和非常低密度的星系际介质。原始磁场（PMF）的上限已经由普朗克天文台（2015）最近的观测确定为几个nG的数量级。用于在膨胀时期生成PMF的简单模型${f^2}FF$。它是基于在暴胀期间电磁学的共形对称性的破缺。它是有吸引力的，因为它是稳定的扰动下，并导致一个规模不变的PMF。然而，它可能遭受两个问题：反向反应和强耦合。在第一种情况下，电磁能量可以超过膨胀能量${ρ_{\rm{Inf}}}$。在第二种情况下，如果我们想在暴胀结束时恢复标准电磁场，有效电荷变得过大。在这项研究中，我们研究了三种不同的通货膨胀模型下PMF的产生，以避免反作用问题。我们计算电磁波谱产生的${f^2}FF$模型的背景下，大场膨胀（LFI），自然膨胀（NI）和${R^2}$ -通货膨胀，所有可能的值的模型参数的de Sitter和幂律膨胀。研究结果表明，这些模式可以产生标度不变的保偏光纤，在某些观测范围内可以避免反作用问题。在Planck 2015的最新结果所推荐的$R^2$ -暴胀中，我们计算了由${f^2}FF$产生的标度不变PMF的上限，进而我们发现了当前磁场的上限，${B_0} < 8.058 \times {10^{ - 9}}{\rm{G}}$。它与普朗克在2015年报告的PMF处于同一数量级。
2016-01-23 astro-ph.CO gr-qc
Planck 2013 results. VIII. HFI photometric calibration and mapmaking
本文介绍了应用于HFI清洁的时间顺序的数据，以产生光度校准的地图的处理。HFI在100至857 GHz的广泛频率范围内观察天空。为了在如此大的范围内获得最佳的校准精度，必须使用两种不同的光度校准方案。545和857 \GHz\数据使用天王星和海王星通量密度测量进行校准，并与其大气排放模型进行比较以校准数据。较低的频率（353 GHz以下）用宇宙学微波背景偶极子校准。这种各向异性的一个组成部分来自太阳系中卫星的轨道运动，因此是时变的。因此，光度校准与制图紧密相关，制图还涉及低频噪声去除。2013年发布的HFI数据显示了HFI测辐射热计探测链的明显增益变化的一些证据。这些变化是通过比较在同一配置中相隔一年以上的观测结果来确定的。我们开发了一种有效的校正，以限制其对校准的影响，并评估其准确性。我们提出了几种方法来估计光度校准的精度。我们区分相对（从一个检测器到另一个，或从一个频率到另一个）和绝对不确定性。在这两种情况下，我们发现，这些不确定性的范围从几个$10^{-3}$百分之几，从100到857 GHz。我们描述了从HFI时间线产生地图的管道，基于光度校准参数，我们详细说明了用于后验设置地图零级的方案。本文还简要讨论了HFI与Herschel星上SPIRE仪器的交叉定标问题。最后，我们总结了2013年普朗克数据发布的HFI地图集的基本特征。
2014-01-21 astro-ph.CO astro-ph.IM
A deconvolution map-making method for experiments with circular scanning strategies
目标。研究反卷积制图算法在圆扫描实验中的性能，特别是在普朗克数据分析的情况下，并量化使用简化近似真实光束制图的效果。方法.我们提出了一种制图算法的实现，该算法允许对温度和偏振数据进行组合处理，并消除仪器效应，例如探测器时间常数和有限采样间隔，以及对任意复杂光束的反卷积来自地图。该方法可应用于任何具有循环扫描策略的实验。结果低分辨率的实验被用来证明这种方法的能力，以消除任意光束的影响，从地图上，并证明忽略光束不对称的地图上的效果。此外，结果提出了一个现实的全尺寸模拟数据集的普朗克LFI 30 GHz信道的分析。结论.我们的方法成功地消除了光束的影响的地图，虽然它是计算昂贵的，普朗克LFI数据的分析应该是可行的，这种方法。
2011-06-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Planck 2015 results. III. LFI systematic uncertainties
我们提出了与2015年发布的普朗克宇宙学结果相关的低频仪器（LFI）的系统效应不确定性的当前会计，显示了我们的数据集的鲁棒性和一致性，特别是对于偏振分析。我们使用两种互补的方法：（i）基于已知系统效应的测量数据和物理模型的模拟;以及（ii）分析包含相同天空信号的差异图（“空图”）。LFI温度数据受到仪器噪声的限制。在大角度尺度下，系统效应比宇宙微波背景（CMB）温度功率谱低几个数量级。在极化中，系统不确定性主要由校准不确定性决定，并在多极范围10- 20内与CMB $E$模竞争。基于我们的模型的所有已知的系统的影响，我们表明，这些影响介绍了一个轻微的偏差约$0.2\,σ$的再电离光学深度来自70\，GHz的$EE$频谱使用30和353\，GHz的通道作为前景模板。在30 GHz的系统效应小于银河前景在所有尺度的温度和偏振，这使我们能够考虑这个通道作为一个可靠的模板同步辐射。我们评估的剩余不确定性，由于LFI影响的CMB地图和功率谱后，组件分离，并表明，这些影响是小于CMB振幅在所有尺度。我们还评估了对非高斯研究的影响，发现它是可以忽略不计的。一些残差仍然出现在空图从特定的天空调查对，特别是在30千兆赫，这表明可能的杂散光污染，由于不完善的知识的光束远旁瓣。
2016-02-08 astro-ph.CO
Planck 2013 results. III. LFI systematic uncertainties
我们目前的估计仪器和系统的影响不确定性的普朗克低频仪器有关的普朗克宇宙学结果的第一次发布。我们给出了一个概述的主要影响和工具和方法应用于评估残差的地图和功率谱。我们还提出了一个整体预算的已知系统的影响不确定性，这是占主导地位的旁瓣杂散光拾取和不完善的校准。然而，即使这两种效应也比用角温度功率谱测量的宇宙微波背景（CMB）波动弱至少两个数量级。在多极范围$\ell<20$中，最明显的是在30 GHz处，存在高于噪声水平的残留信号，这可能是由残留的银河杂散光污染造成的。目前的分析旨在进一步减少数据中的虚假信号水平，并改进系统效应建模，特别是在杂散光和校准不确定性方面。
2014-03-27 astro-ph.CO astro-ph.IM
Cosmoglobe DR1 results. I. Improved Wilkinson Microwave Anisotropy Probe maps through Bayesian end-to-end analysis
该研究在单一贝叶斯端到端框架内首次联合分析WMAP和Planck LFI数据，通过Gibbs采样生成改进的CMB天图，发现其结果与官方高度一致且偏振残差更低，并解决了W波段与K波段的历史差异。
2023-03-14 astro-ph.CO
Planck 2013 results. IV. Low Frequency Instrument beams and window functions
本文介绍了普朗克低频仪器（LFI）的飞行光束特性、光束窗口函数和相关的不确定度。为了确定从观测到的天空各向异性功率谱到实际天空各向异性功率谱的传递函数，需要了解波束轮廓。主波束畸变影响波束窗口函数，使高多极子下各向异性功率谱的重建复杂化，而旁瓣影响低和中间多极子。LFI主光束的飞行中评估依赖于木星观测期间进行的测量。通过叠加多次木星凌日的数据，主波束剖面在30和44 GHz下测量到-20 dB，在70 GHz下测量到-25 dB。在每个LFI频段，主波束立体角被确定为优于0.2%。普朗克发射前光学模型可以方便地调整，以独立于任何噪声影响来表征主光束。这种方法提供了一种光学模型，其光束完全再现了主光束区域的测量结果，但也允许描述功率水平低于木星测量本身的光束。在各个LFI频段，模拟波束与实测波束的一致性优于1%。模拟光束用于计算有效光束的窗函数。的窗口函数的误差预算估计从主波束和旁瓣的贡献，并占辐射计的频带形状。有效波束窗口函数的总不确定度分别为：30和44 GHz时为2%和1.2%（$\ell \approx 600$），70 GHz时为0.7%（$\ell \approx 1000$）。
2014-02-28 astro-ph.CO astro-ph.IM
BeyondPlanck I. Global Bayesian analysis of the Planck Low Frequency Instrument data
BeyondPlanck项目提出Planck LFI数据的端到端贝叶斯分析框架，识别出增益过度平滑等新效应，约束再电离光学深度τ=0.066±0.013，并首次充分利用44 GHz通道。
2022-09-12 astro-ph.CO
Planck 2015 results. II. Low Frequency Instrument data processing
我们提出了与2015年数据发布相关的普朗克低频仪器（LFI）数据处理管道的更新描述。我们指出了自2013年论文以来我们的结果和方法保持不变的地方，并强调了2015年发布的变化，描述了产品（特别是时间线）以及获得它们的方式。我们证明了管道是自洽的（主要是基于模拟），并报告所有空测试。首次给出了斯托克斯Q和U偏振下的LFI映射。我们参考了其他相关论文，如有需要，可以找到LFI数据处理管道的更详细描述。
2016-02-16 astro-ph.CO astro-ph.IM
Planck data revisited: low-noise synchrotron polarisation maps from the WMAP and Planck space missions
本研究结合WMAP和Planck任务数据，构建了迄今最灵敏的全天同步辐射偏振低噪声图，以用于清理未来CMB观测中的银河系前景污染。
2024-03-26 astro-ph.CO
Planck 2013 results. V. LFI calibration
本文讨论了普朗克低频仪器测量数据的光度定标方法。我们的校准是基于轨道偶极子加上太阳偶极子的组合，分别由普朗克航天器相对于太阳的运动和太阳系相对于CMB静止坐标系的运动引起的。后者提供了一个几mK的信号，具有与CMB各向异性相同的光谱，并且在整个飞行任务中都是可见的。在本数据发布中，我们依赖于WMAP测量的太阳偶极子的特征。我们还提出了初步的结果（仅在44 GHz）的轨道偶极子的研究，这与太阳系速度的WMAP值在我们的不确定性。我们大约每小时计算一次每个辐射计的校准常数，以跟踪探测器增益的变化。由于非理想的光束的光学响应被证明是重要的，我们实现了一个快速卷积算法，它考虑了全光束响应估计所产生的信号的偶极子。此外，为了进一步减少由于旁瓣的残余系统学的影响，我们估计的时间变化的校准常数的30 GHz的辐射计（具有最大的旁瓣）使用的信号的参考负载。我们通过两种方式估计了校准精度：我们运行了一组模拟，以评估仪器和校准过程中统计误差和系统效应的影响，并且我们对数据和木星的亮度温度进行了一些一致性检查。该数据发布的校准误差预计在44和70 GHz时约为0.6%，在30 GHz时约为0.8%。（删节）
2014-08-20 astro-ph.CO astro-ph.IM
Planck 2018 results. II. Low Frequency Instrument data processing
我们对普朗克低频仪器（LFI）的数据处理管道进行了最终描述，该仪器为2018年数据发布而实施。相对于之前的版本，已进行了多项改进，特别是在校准过程和仪器特性的校正方面，例如模数转换器响应中的非线性效应。我们提供了一个简短的教学介绍完整的管道，以及实施的重要变化的详细描述。使用专用的模拟和空测试证明了管道的自一致性。我们在30，44和70 GHz的LFI全天空地图的最终版本，无论是在温度和偏振，连同一个完善的估计太阳偶极子和主要的LFI仪器参数的最终评估。
2018-09-11 astro-ph.CO
Planck 2015 results. IV. Low Frequency Instrument beams and window functions
本文介绍了普朗克低频仪器（LFI）的飞行光束、光束窗口函数和相关的不确定度的特性。本文的结构与2013年普朗克发布的结构相似;主要区别在于光束归一化和用于偏振分析的窗口函数的交付。对LFI主光束的飞行中评估依赖于在观测木星期间进行的测量。通过叠加7次木星凌日的数据，主波束剖面在30和44 GHz下测量到-25 dB，在70 GHz下测量到-30 dB。已经证实，模拟波束和测量波束之间的协议是优于1%，在每个LFI频带（在20 dB的轮廓从峰值，均方根值为0.1%，在30和70 GHz的; 0.2%，在44 GHz）。模拟偏振光束用于计算有效光束窗口函数。的窗口函数的误差预算估计从主波束和旁瓣的贡献，并占辐射计频带形状。有效波束窗口函数的总不确定度在30和44 GHz分别为0.7%和1%（在$\ell \approx 600$）;在70 GHz为0.5%（在$\ell \approx 1000$）。
2015-10-12 astro-ph.CO astro-ph.IM
Destriping CMB temperature and polarization maps
本文研究了用条带法对宇宙微波背景观测的温度和偏振数据进行制图的方法。我们提出了一个特定的实施方案的striping和研究输出地图中的残留误差，使用模拟数据对应的70 GHz的信道的普朗克卫星，但假设理想化的检测器和光束属性。相关残差图是输出图与从数据流的信号+白噪声部分获得的分箱图之间的差异。对于去噪，它可以分为六个分量：未建模的相关噪声，白噪声参考基线，来自信号的像素化噪声的参考基线，以及来自相关噪声，白噪声和信号的基线误差。这六个分量对地图中不同的角度尺度有不同的贡献。我们推导出前三个组件的分析结果。本研究与普朗克LFI活动有关。
2009-04-23 astro-ph.CO astro-ph.IM
Planck Early Results. V. The Low Frequency Instrument data processing
我们描述的数据处理低频仪器（LFI）用于生产的普朗克早期发布紧凑源目录（ERCSC）。特别是，我们讨论了减少数据从遥测数据包清洁，校准，时序数据（TOD）和频率图的步骤。利用航天器运动引起的宇宙微波背景辐射的温度调制对数据进行连续校准。噪声特性估计从TOD的天空信号已被删除，使用广义最小二乘地图制作算法。测得的1/f噪声拐点频率范围从30 GHz时的100 mHz到70 GHz时的几十mHz。一个去噪码（夫人）结合辐射数据和指向信息到天空地图，最大限度地减少相关噪声的方差。噪声协方差矩阵需要计算LFI和普朗克产品的统计不确定性。使用木星凌日估计主波束下降到约-10dB水平，这也用于焦平面的几何校准。
2011-12-07 astro-ph.CO astro-ph.IM
BeyondPlanck XII. Cosmological parameter constraints with end-to-end error propagation
本文利用贝叶斯 BeyondPlanck 框架实现从原始数据到宇宙学参数的端到端误差传播，结合 Planck LFI 与外部数据约束宇宙学参数，发现 tau 值介于 Planck 2018 与官方联合分析之间，且不确定度约大 30%，结果更可靠。
2022-05-20 astro-ph.CO
BeyondPlanck VI. Noise characterization and modelling
本文提出一种贝叶斯方法在BeyondPlanck框架内估计Planck LFI噪声参数并传播不确定性，发现30和44GHz频段需额外对数正态分量，并揭示了噪声PSD参数的显著时变性及额外相关噪声。
2022-07-19 astro-ph.CO astro-ph.IM
Making CMB temperature and polarization maps with Madam
Madam是一个CMB绘图代码，旨在为普朗克等总功率实验的时序数据绘制温度和偏振图。该算法是基于去噪技术，但它也利用已知的噪声属性的形式的噪声先验。该方法的早期形式在Keihanen等人（2005）的早期工作中提出。在本文中，我们提出了一个更新的方法，扩展到非平均数据，并包括极化。在该方法中，基线长度是一个可自由调节的参数，并且可以在与最终地图不同的地图分辨率下执行条带化。我们展示了模拟数据得到的结果。本研究与普朗克LFI活动有关。
2010-06-03 astro-ph.CO
Planck 2018 results. III. High Frequency Instrument data processing and frequency maps
本文介绍了普朗克2018年发布的高频仪器（HFI）数据处理程序。自上一个2015版本以来，地图制作方面已经取得了重大改进。他们使用HFI数据首次实现了再电离光学深度参数的重要测量。本文提出了一个广泛的分析系统的影响，包括使用模拟，以促进其删除和表征的残差。极化数据在2015年普朗克发布的报告中提出了一些已知的问题，现在得到了非常显著的改善。基于CMB偶极子的校准现在非常准确，并且在100至353 GHz的频率范围内减少了由校准失配引起的强度-偏振泄漏。在三个最低的HFI频率通道中确定了太阳偶极方向，其幅度的绝对不确定度小于$0.35μ$ K，精确度为$10^{-4}$。这是HFI为未来CMB实验留下的重要遗产。通过提取每个探测器的带通失配系数作为映射过程的一部分，改善了带通泄漏的去除;这些值反过来又改善了强度图。这是“频率图”原理的一个重大变化，频率图现在是从单个探测器数据计算的，所有数据都调整到主要前景的相同平均带通响应。仿真再现非常好的相对增益校准的检测器，以及漂移内的主要系统效应的残差引起的频率。使用这些模拟，我们测量和校正的小频率校准偏差引起的这种系统性的影响在$10^{-4}$水平。在$10^{-3}$水平上，在CMB通道中的第一和第二声峰之间没有可检测到的残余校准偏差的迹象。
2018-07-17 astro-ph.CO
Lack-of-correlation anomaly in CMB large scale polarisation maps
我们提出了一个评估的CMB大尺度异常的偏振使用两点关联函数作为测试用例。我们采用了最先进的大规模偏振数据集：第一个基于普朗克2018 HFI 100和143 GHz互谱分析，基于SRoll 2处理，第二个来自通过普朗克2018 LFI和WMAP-9 yr的联合处理获得的基于地图的方法。我们考虑著名的$S_{1/2}$估计，它测量两点关联函数在大于$60^{\circ}$的角度尺度上从零开始的距离，并依赖于对两个数据集的真实模拟来评估置信区间。通过专注于纯极化场所描述的$Q$和$U$斯托克斯参数或由本地$E-$模式，我们表明，第一个描述是严重影响的四极（这是在两个数据集约束较差），而第二个更适合于分析包含更高的多极子高达$\ell \sim 10$，限制以上，这两个数据集成为显着的噪声为主。我们发现，这两个数据集表现出缺乏相关性的异常在纯极化，类似于在温度下观察到的，这是更好地约束噪声较小的普朗克HFI 100 $\times$ 143数据，其意义在于约$99.5\%$。我们进行我们的分析使用的实现，无论是约束或不受约束的观察到的温度场，并发现在这两种情况下相似的结果。
2020-11-30 astro-ph.CO
Planck early results. III. First assessment of the Low Frequency Instrument in-flight performance
介绍了普朗克低频仪器在轨运行一年后的科学性能。我们描述了主要的光学参数，并讨论光度校准，白噪声灵敏度和噪声特性。主要系统效应的影响的初步评价。对于每一个性能参数，我们概述了用于获得它们的飞行数据的方法，并提供了发射前的地面评估，这基本上是在飞行中确认的比较。
2011-12-19 astro-ph.CO astro-ph.IM
Planck intermediate results. XLVI. Reduction of large-scale systematic effects in HFI polarization maps and estimation of the reionization optical depth
本文介绍了识别，建模，并删除以前无法解释的系统性影响的极化数据的普朗克高频仪器（HFI）在大角度尺度上，包括新的绘图和校准程序，新的和更完整的端到端的模拟，并在所得到的地图上的一组强大的内部一致性检查。这些地图，在100，143，217和353 GHz，是那些将在2016年晚些时候以最终形式发布的早期版本。这些改进使我们能够确定宇宙再电离光学深度$τ$使用，第一次，从HFI的低多极$EE$数据，显着降低了中心值和不确定性，因此上限。两种不同的可能性程序被用来约束$τ$从两个估计的CMB $E$ -和$B$ -模式角功率谱在100和143 GHz，从一个小的剩余系统污染的频谱去偏置后。所有这些都给出了完全一致的结果。进一步的一致性测试使用来自普朗克2015年数据发布的低频仪器图和新的HFI数据的互相关进行。为此目的，端到端的分析，从两个仪器的系统影响，以证明其占主导地位的系统误差残差的近独立性。最严格的结果来自基于HFI的$τ$后验分布，仅使用来自$EE$数据的极大似然功率谱估计，给出值$0.055\pm 0.009$。在一个配套文件中，这些结果进行了讨论的背景下，最适合普朗克$Λ$ CDM宇宙模型和最近的再电离模型。
2016-05-26 astro-ph.CO
From BeyondPlanck to Cosmoglobe: Preliminary $\mathit{WMAP}$ $\mathit Q$-band analysis
本研究首次将Cosmoglobe框架应用于WMAP Q波段数据分析，复用并改进了BeyondPlanck流水线，计算验证了贝叶斯处理的可行性，并发现温度四极矩差异与偏振泄漏信号，利用Planck信息成功建模了测量不良模式。
2022-05-23 astro-ph.CO
