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
A perceptron based ILC method to obtain accurate CMB B-mode angular power spectrum
本研究针对CMB B模探测与极化信号精确重建的前沿需求，提出基于神经网络优化ILC技术的新方法，在ECHO任务频率通道验证中实现了受宇宙方差限制的高精度B模角功率谱重建。
2024-11-02 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
An Application of Global ILC Algorithm over Large Angular Scales to Estimate CMB Posterior Using Gibbs Sampling
在这项工作中，我们正式提出了一种新的技术，用于研究宇宙微波背景（CMB）信号的联合后验密度及其理论角功率谱，给出了观测数据，使用由Sudevan & Saha（2017）首次提出的全局内部线性组合（ILC）方法。我们实现的方法对低分辨率的CMB地图观察到的WMAP和普朗克卫星任务，使用吉布斯采样，假设探测器噪声是可以忽略不计的大角度尺度的天空。我们的分析的主要产品是最佳拟合CMB清洁地图和它的理论角功率谱以及它们的误差估计。我们验证的方法进行蒙特卡罗模拟，包括现实的前景模型和噪声水平与WMAP和普朗克观测。我们的方法有一个独特的优势，后验密度获得，而无需任何明确的前景组件建模。其次，功率谱结果与误差估计可直接用于宇宙学参数估计。
2018-10-21 astro-ph.CO
A Partial-Sky Gibbs ILC Approach for the Estimation of CMB Posterior over Large Angular Scales of the Sky
在这篇文章中，我们提出了一种形式主义，将部分天空地图的吉布斯ILC算法估计的联合后验密度的宇宙微波背景（CMB）信号和理论的CMB角功率谱给定观测到的CMB地图。为了生成部分天空图，我们使用基于普朗克353 GHz图中的热尘埃排放形成的高斯平滑掩模来掩模WMAP和普朗克卫星任务提供的所有观测到的CMB图。在应用平滑掩模之后，从所有输入地图中移除中央星系区域。在局部天空图上实现Gibbs ILC方法的同时，我们使用从平滑掩模估计的模式-模式耦合矩阵将局部天空清洁的角功率谱转换为全天空角功率谱。我们的分析的主要产品是部分天空清洁的最佳拟合CMB地图和估计的基础全天空理论CMB角功率谱及其误差估计。我们验证的方法进行详细的蒙特卡罗模拟后，使用现实的前景和探测器噪声模型与我们的分析中使用的WMAP和普朗克频率通道一致。我们可以估计后验密度和全天空理论CMB角功率谱，而不需要任何明确的前景组件建模，从部分天空地图使用我们的方法。这种方法的另一个重要特点是，功率谱结果与误差估计一起可以直接用于宇宙学参数估计。
2021-10-15 astro-ph.CO
On the Impact of Random Residual Calibration Error on the Gibbs ILC Estimates over Large Angular Scales
在估计纯CMB信号时，对应于所观察到的CMB图的校准系数中的残余误差是一个重要问题。如果输入前景污染CMB图中的这些误差未被适当考虑，则分量分离方法可能导致清洁CMB图和估计CMB角功率谱中的偏差。但是，无法准确地确定对应于从任何CMB实验中观察到的每个CMB图的校准系数，使得很难将它们的准确和实际值结合到组分分离分析中。因此，任何随机和残余校准误差对清洁的CMB图及其分量分离问题的角功率谱的影响只能通过执行详细的蒙特卡罗模拟来理解。在本文中，我们研究了使用输入前景污染的CMB地图与随机校准误差的后验密度的清洁CMB地图和理论CMB角功率谱在大角度尺度的天空以下的\cite{Sudevan:2018qyj}提出的吉布斯ILC方法的影响。通过对WMAP和Planck温度各向异性观测值进行详细的蒙特卡罗模拟，并考虑与之相适应的校准误差，我们发现，在Gibbs ILC方法中，对应于后验最大值的最佳拟合图受到CMB归一化偏差和剩余前景偏差的最小偏差。最佳拟合CMB角功率谱相对于不存在校准误差的情况的偏差分别为$2 \le \ell \le 15$和$16 \le \ell \le 32$之间的$\sim 28 μK^2$和$-4.7 μK^2$。当与宇宙方差引起的误差正交相加时，最佳拟合功率谱中的校准误差引起的误差导致净误差的总体$6\%$增加。
2020-01-09 astro-ph.CO
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
Impact of calibration errors on CMB component separation using FastICA and ILC
将来自不同天体物理过程的发射分离出来是理解观测数据的一个重要步骤。这一主题的组件分离是特别重要的遗迹宇宙微波背景辐射的观测，由WMAP卫星和最近的普朗克任务，发射2009年5月14日从库鲁和目前正在采取的数据。当执行任何种类的组件分离时，必须使用关于组件的一些假设。许多技术通常使用的一个假设是知道一个或多个分量的频率缩放。在存在校准误差的情况下，这一假设可能会被打破。在这里，我们比较，在不完美的校准的背景下，从观测数据的宇宙微波背景的发射的干净的地图的恢复与两种方法：FastICA（它不假设的组件的频率缩放），和“内部线性组合”（ILC），明确地提取一个组件与给定的频率缩放。我们发现，即使在存在小的校准误差与普朗克式的任务，ILC方法可以导致不准确的CMB重建在高信噪比制度，因为部分取消的CMB排放在恢复的地图。虽然没有迹象表明ILC的失败将转化为其他前景清洁或组件分离技术，我们建议，所有的方法，假设一个或多个组件的频率缩放的知识小心估计校准误差的影响。
2009-07-17 astro-ph.CO
Peeling off foregrounds with the constrained moment ILC method to unveil primordial CMB $B$-modes
银河系前景是观测宇宙微波背景$B$模偏振的主要障碍。除了使暴胀$B$模式信号模糊几个数量级之外，银河前景还具有非平凡的光谱特征，这些特征部分未知，并且由于沿着视线的平均效应而失真，在像素/光束窗口内，以及通过各种分析选择（例如，球谐变换和滤波器）。统计矩扩展方法提供了一个强大的工具，用于模拟有效的银河系前景发射所造成的这些平均效应在CMB观测，而盲组件分离处理可以处理未知的前景。在这项工作中，我们结合这两种方法，开发了一种新的半盲组件分离方法的参数和盲目的方法，称为约束矩ILC（cMILC）的交集。该方法在标准ILC方法的基础上增加了几个约束条件，对银河系前景辐射的主要统计矩进行了去投影。应用程序的地图进行针状空间相比，NILC方法，这有助于显着减少残留的前景污染（偏差，方差和偏斜）重建CMB $B$模式的地图，功率谱，张量标量比。我们认为天空模拟的实验设置类似的LiteBIRD和PICO，说明残留的前景偏差和退化的约束$r$之间的权衡可以预期在新的cMILC框架。我们还概述了几个方向，需要更多的工作，以准备未来的分析挑战。
2021-03-02 astro-ph.CO
A needlet ILC analysis of WMAP 9-year polarisation data: CMB polarisation power spectra
利用Wilkinson微波各向异性探测器（WMAP）9年的观测数据，估算了宇宙微波背景（CMB）的偏振功率谱和温度-偏振互谱。前台清洗是使用最小方差线性组合的系数针状分解的天空地图的所有WMAP通道，以产生地图的CMB温度各向异性（T-模式）和偏振（E-模式和B-模式），为9个不同的观测年。最后的功率谱是从所有可能的跨年功率谱的平均值计算得到的，这些功率谱是使用不同年份的前景清洁地图获得的。我们的分析技术产生的EE光谱的测量是在当前的宇宙学模型的理论预期非常一致。相比之下，公开可用的WMAP EE功率谱在大于一度的尺度上平均更高（并且显著高于当前最佳拟合的预测EE谱），我们的分析没有证实这种过度。
2013-07-17 astro-ph.CO
Foreground component separation with generalised ILC
“内部线性组合”（ILC）成分分离方法已被广泛用于从WMAP多频数据中提取单一成分CMB。我们概括的ILC方法分离其他毫米天体物理发射。我们特别构建了一个多维ILC滤波器，它可以用来，例如，估计一个复杂的组件的漫发射源自多个相关的排放，如银河系星际介质的总排放。这种广义的ILC方法的性能，实现了针帧上，普朗克任务观测的模拟，我们成功地重建了一个低噪声估计的排放量与消失的CMB和SZ污染的天体物理前景进行了测试。
2011-08-30 astro-ph.CO
CMB component-separated power spectrum estimation by Spectral Internal Linear Combination (SpILC)
University of Cambridge（剑桥大学）；Kavli Institute for Cosmology Cambridge（卡弗里宇宙学剑桥研究所）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（纽约市立大学富尔顿计算天体物理中心）；Astrophysics Group, Cavendish Laboratory（卡文迪许实验室天体物理学组）
通过SpILC方法，直接线性组合自谱和交叉谱以获得更精确的CMB功率谱估计，尤其在噪声主导尺度上表现优于传统ILC方法。
2026-02-25 astro-ph.CO
Statistics of WMAP ILC map temperature fluctuations towards distant radio galaxies
对于2442个星系的目录，根据NED，SDSS和CATS的调查数据与红移z> 0.3，我们进行了分析的温度波动的幅度在宇宙微波背景（CMB）的点，对应于这些对象的方向。为此，我们使用了WMAP任务七年数据发布的ILC地图。我们已经估计了背景的偶极分量，并测试了Kashlinsky的假设上存在的“黑暗的批量流”，确定的CMB WMAP的估计偶极分量的CMB各向异性的值在星系团的方向。通过对ΛCDM模型中CMB信号高斯涨落的蒙特卡罗模拟，我们证明了该偶极子的振幅Tmax = 0.012mK位于σ区间内.偶极子的低振幅表明，从WMAP数据中不可能证实这一假设。此外，我们还研究了射电星系方向微波信号起伏幅度的统计特性。在相应的领域的平均信号的绝对值的减弱被发现。
2011-08-22 astro-ph.CO
Application of Genetic Algorithm to Estimate the Large Angular Scale Features of Cosmic Microwave Background
遗传算法（GA）是一种基于自然进化思想的全局最优解估计方法。在这篇文章中，第一次，我们应用遗传算法重建CMB温度各向异性地图在大角度尺度的天空使用（内部）线性组合（ILC）的最后一年WMAP和普朗克卫星观测。为了避免陷入局部最小值，我们通过选择具有不同适应度系数的对和引入少量但显著的基因突变来实现具有慷慨多样性的遗传算法。我们发现，新的GA-ILC方法产生一个干净的地图，同意非常好，使用ILC中的权重的精确解析表达式。通过使用GA-ILC算法对CMB重建进行广泛的蒙特卡罗模拟，我们发现在清洁的地图中残留的前景是最小的，并且倾向于占据沿银道面的局部区域。CMB角功率谱显示，在这项工作中研究的整个多极范围$2 \leq \ell \leq 32$没有任何偏见的迹象。CMB角功率谱中的误差也是最小的，并且完全由宇宙方差引起的误差给出。我们的结果与不同的研究小组通过各种其他重建方法得到的结果吻合得很好。这种与问题无关的鲁棒GA-ILC方法为宇宙学中CMB分量重建这一复杂而具有挑战性的任务提供了一种灵活的方法。
2022-03-27 astro-ph.CO
Efficient ILC analysis on polarization maps after EB leakage correction
内线性组合（ILC）方法被广泛应用于从多频观测图中提取宇宙微波背景（CMB）信号，尤其适用于卫星的准全天覆盖实验。将ILC方法推广到小空域的CMB偏振图分析中，该方法特别适用于地面实验。将ILC方法与模板清洗方法相结合，可以得到纯的$B$图，避免了部分空域覆盖引起的$EB$泄漏。该方法的特点是在伪标量$B$映射上进行ILC分析，其优点是完全避免了$EB$泄漏对ILC的影响，从而大大提高了分量分离的效率。我们证明了我们的方法与模拟数据的未来地面实验与深调查在北方天空中的一个干净的补丁，结果表明，前景残差的水平可以很好地控制，它偏置张量标量比（$r$）的顺序为$10^{-3}$这是由噪声的统计误差相媲美。
2022-07-28 astro-ph.CO
Optimal multifrequency weighting for CMB lensing
在宇宙微波背景（CMB）温度图的河外前景导致显着的偏差在CMB透镜重建，如果没有适当的考虑。多频率数据的组合已被用于最小化总体地图方差（内部线性组合，或ILC），或具体地使给定前景无效，但这些并不适合于CMB透镜效应。在本文中，我们推导出一个最佳的多频率组合，以共同最小化CMB透镜噪声和偏差。我们专注于标准的透镜二次估计，以及“剪切”和源硬化估计，其响应前景不同。我们发现，一个最佳的多频组合是ILC和联合解投影之间的妥协，它使热Sunyaev-Zel'dovich（tSZ）和宇宙红外背景（CIB）的贡献。特别是，对于一个西蒙斯观测器样实验与$\ell_{\text{max},T}=3000$，我们发现，单独的轮廓硬化（与标准的ILC）减少了偏见的透镜功率幅度由$40\%$，在噪声的$20\%$成本，而偏差的互相关与LSST样样本减少了近一个数量级的$10\%$噪声成本，相对于标准的二次估计。通过少量的联合解投影，相对于具有标准ILC权重的轮廓硬化估计器，在分别用于自相关和互相关的$20\%$和$5\%$噪声成本下，对轮廓硬化估计器的偏差可以进一步减小到小于相应幅度上的统计不确定性的一半。最后，我们探讨了更积极的掩蔽和不同的$\ell_{\text{max,}T}$可能的改进。
2021-12-06 astro-ph.CO
A Cross-Internal Linear Combination Approach to Probe the Secondary CMB Anisotropies: Kinematic Sunyaev-Zel{'}dovich Effect and CMB Lensing
提出交叉内线性组合方法，抑制CIB和tSZ污染，稳健测量kSZ功率谱和CMB透镜，并预测再电离约束，适用于SPT、SO和CMB-S4巡天。
2023-06-20 astro-ph.CO
Field-level constraints on cosmic birefringence from hybrid ILC maps combining $E$- and $B$-mode channels
提出混合ILC方法，结合E/B模通道在场级约束宇宙双折射，在LiteBIRD模拟中与功率谱分析相当，并在Planck PR4数据中给出2.7σ的探测。
2025-10-24 astro-ph.CO
A Constrained NILC method for CMB B mode observations
针对低信噪比下ILC方法在CMB原初B模式测量中性能下降的问题，提出约束NILC方法，通过引入先验前景信息显著降低张量标量比偏差。
2024-05-30 astro-ph.CO
Separating CMB Stokes Q and U polarization signals from Non-Gaussian Emissions
本文根据宇宙微波背景的高斯性质和天体物理偏振前景的强非高斯性质的基本概念，利用WMAP九年出版的偏振图，估算了扩散前景最小化宇宙微波背景（CMB）Stokes Q和U偏振图。我们切除定义已知点源位置的天空区域，这些区域被探测器噪声或漫射前景或两者强烈污染，然后在构成整个天空区域的大约$50\%$的幸存天空区域上执行前景最小化。我们严格评估性能的前景最小化的几种方式，并表明我们的前景最小化方法从输入地图中删除了重要的前景。与WMAP前景缩减的Stokes Q，U偏振图相比，在不同的多极范围内，经过清理的Stokes Q，U偏振图具有更少的来自相关天空区域的EE和BB功率。我们验证我们的方法进行详细的蒙特卡罗模拟。我们的方法的主要驱动机制是内部线性组合（ILC）方法，然而，与通常的ILC方法中执行的简单方差最小化不同，该方法的核心依赖于理论上动机良好的CMB偏振高斯性概念，在观测和通货膨胀模型之间建立了直接联系。此外，该方法，像通常的ILC方法，是独立的偏振前景的建模不确定性。这将是有用的，应用我们的方法在未来一代低噪声CMB偏振实验。
2017-07-07 astro-ph.CO
Robust CMB B-mode analysis with Needlet-ILC and simulation-based inference
Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）；Princeton University（普林斯顿大学）；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）；University of Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）
本文提出了一种基于Needlet-ILC和模拟推理的鲁棒CMB B模分析方法，通过压缩数据提升对模型不正确和复杂前景的鲁棒性，并在模拟中实现对张量到标量比r的精确估计。
2025-12-18 astro-ph.CO astro-ph.IM
A Foreground Model Independent Bayesian CMB Temperature and Polarization Signal Reconstruction and Cosmological Parameter Estimation over Large Angular Scales
最近的CMB观测产生了非常精确的观测数据。一个强大的和可靠的CMB重建技术可以导致有效的宇宙学参数的估计。我们证明了我们的方法的性能，使用模拟的温度和偏振观测宇宙方差有限的下一代PRISM卫星任务。我们通过实施CMB逆协方差加权内部线性组合（ILC）与吉布斯抽样技术从联合分布生成样本。我们使用Python天空模型（PySM）d4 f1 s1来生成逼真的前景模板。同步辐射参数化的空间变化的光谱指数，而热尘埃辐射被描述为一个两个组件的灰尘模型。我们估计边缘密度的CMB信号和理论角功率谱利用整个后验分布的样本。最佳拟合的清洁CMB图和相应的角功率谱与CMB实现和天空角功率谱一致，这意味着有效的前景最小化重建。利用Blackwell-Rao估计器估计的似然函数用于宇宙学参数的估计。我们的方法可以估计张量标量比$r\ge 0.0075$为选定的前景模型和仪器噪声水平。我们目前的工作展示了一个分析管道，从CMB信号及其角功率谱的可靠估计到使用前景模型独立的Gibbs-ILC方法进行宇宙学参数估计的情况。
2023-01-30 astro-ph.CO gr-qc
Large scale alignment anomalies of CMB anisotropies: a new test for residuals applied to WMAP 5yr maps
我们分析了WMAP 5 yr版本的各种地图的低多极子（四极和八极）的对齐：用ILC和MCMC方法获得的CMB地图，前景减少后的V波段的CMB地图，以及用于比较的（未清理的）V波段地图。我们研究有多少这种对齐是污染的银河系地区的残差。在所考虑的地图，WMAP-ILC原来是最干净的地图，从所提出的测试的角度来看。研究对准估计器的概率分布函数的每个箱的再分布（由于掩蔽过程）已经发现了该结果。通过构造，我们的方法通过蒙特卡罗模拟是可行的，适用于在分析来自当前和即将到来的CMB各向异性实验的数据中采用的任何可能的掩模，并且它只能排除所考虑的映射是干净的。
2009-07-11 astro-ph.CO
Foreground removal with ILC methods for AliCPT-1
本文针对 AliCPT-1 模拟评估并比较多种 ILC 前景清除方法，发现调和与 needlet 空间 cILC 可有效控制 BB 功率谱偏差并约束 r，同时揭示 NBE 与噪声残差的关系。
2024-03-19 astro-ph.CO
Multi-Clustering Needlet-ILC for CMB B-modes component separation
针对 CMB B 模前景空间频谱变化导致 NILC 减除受限的问题，提出按双频 B 模图比值聚类并分区最小化方差的 MC-NILC，在 LiteBIRD 模拟中显著降低残余污染。
2024-01-25 astro-ph.CO
SILC: a new Planck Internal Linear Combination CMB temperature map using directional wavelets
我们提出了新的干净的地图的CMB温度各向异性（普朗克测量）构造一种新的内部线性组合（ILC）算法，使用方向，尺度离散小波-尺度离散，方向小波ILC或SILC。方向小波与球面上的信号进行卷积，可以分离出CMB和前景所特有的各向异性结构。扩展以前的分量分离方法，使用前景的频率，空间和谐波特征将它们从宇宙背景信号中分离出来，SILC还可以使用前景和CMB中的形态信息来更好地定位清洁算法。我们测试普朗克数据和模拟的方法，证明与现有的组件分离算法的一致性，并讨论如何优化形态信息的使用，通过改变方向小波的数量作为空间尺度的函数。我们发现，结合使用的方向和轴对称小波尺度依赖于可以产生更高质量的CMB温度图。我们的研究结果设置阶段的SILC偏振各向异性通过扩展到自旋小波的应用。
2016-06-23 astro-ph.CO
Full covariance of CMB and lensing reconstruction power spectra
宇宙微波背景辐射和透镜再现功率谱是宇宙学研究的有力工具。然而，它们是相关的，因为CMB功率谱是透镜化的，并且透镜化重建是使用CMB多极子构造的。我们进行了全面的自协方差和互协方差分析，包括偏振功率谱和最小方差透镜估计，并与理想化的未来CMB-S4观测模拟比较。协方差来源的波动在unlensed CMB和仪器噪声可以在很大程度上被删除，通过使用实现依赖于减去透镜重建噪声，留下一个相对简单的协方差模型，是由透镜引起的条款和少量的主成分很好地描述。对于CMB-S4任务，CMB和透镜功率谱之间的相关性将在$\sim 5σ$的水平上被检测到，忽略这些可能会将某些参数误差条低估几十个百分点。然而，我们发现，包含外部先验或数据集来估计参数误差条可以使相关性的影响几乎可以忽略不计。
2017-03-17 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
Enhancing Cosmological Constraints from Foreground-Cleaned CMB Maps Using Large-Scale Structure Surveys
Columbia University（哥伦比亚大学）
本研究提出将星系数密度图作为ILC通道，结合CMB实验与大尺度结构巡天，可降低CMB地图的残留前景功率与方差，提升ΛCDM等宇宙学参数的约束精度，为相关实验的设计提供了预期增益依据。
2026-08-31 astro-ph.CO
Non-Gaussian structure of the lensed CMB power spectra covariance matrix
宇宙微波背景（CMB）的引力透镜将宇宙学信息编码在观测到的温度和偏振的各向异性中。准确提取这些额外的信息需要精确建模的观测CMB字段的功率谱的协方差矩阵。我们引入一个新的分析模型来描述这个协方差矩阵的非高斯结构，并显示以前被忽略的二阶项的重要性。当与直接数值模拟相比，我们的模型捕获参数误差优于百分之几的情况下，非高斯性导致的顺序统一退化的错误。我们还提供了一个详细的比较透镜CMB功率谱的信息内容和理想的重建的透镜势。我们说明了非高斯项在功率谱协方差的影响，通过提供Fisher误差的中微子，暗能量状态方程的质量和宇宙的曲率。
2013-02-06 astro-ph.CO
Signal-preserving CMB component separation with machine learning
本文提出一种结合机器学习与内部线性组合的混合组分分离方法，仅利用不含信号的数据训练模型以利用前景非高斯特征，在模拟中显著降低B模残差方差并保持信号无偏。
2024-07-31 astro-ph.CO astro-ph.IM
Super-CMB fluctuations and the Hubble tension
研究了当原始涨落为非高斯时CMB涨落角功率谱估计的协方差。非高斯协方差来自非零连接的四点关联函数--或傅立叶空间中的三谱--并且当长波长（超CMB）模式与短波长模式强耦合时可以很大。这种非高斯协方差的影响可以通过理论CMB角功率谱中的额外自由度来建模，并且可以导致相对于$Λ$ CDM中的标准宇宙学参数的不同推断值。以准单场暴胀模型中原始三谱的坍缩极限为例，研究了当允许两个额外的描述三谱的参数时，六个标准$Λ$ CDM参数的移动.在扩展模型中哈勃张力的统计显著性降低，使我们能够结合{ \it普朗克}温度数据和Ia型超新星的Panstarrs数据与距离阶梯测量的哈勃常数。这种数据组合显示了原始三谱诱导的非高斯协方差的强有力证据，相对于$Λ$ CDM，似然改进为$Δχ^2 \approx -15$（具有两个附加参数）。
2020-04-05 astro-ph.CO hep-th
Lens covariance effects on likelihood analyses of CMB power spectra
由引力透镜在CMB功率谱中引起的非高斯相关性必须包括在未来CMB实验的可能性分析中。我们提出了一个简单但准确的似然模型，其中包括这些相关性和使用它的马尔可夫链蒙特卡罗参数估计从模拟透镜CMB地图的上下文中的$Λ$ CDM和扩展，其中包括中微子质量或暗能量状态方程的总和$w$。如果CMB-S4型实验不考虑透镜诱导的协方差，则每种情况下一种参数组合的误差将被低估超过2倍，并且$w$的下限可能被严重错误估计。错误地排除真实模型或发现与其他数据集的紧张关系的频率也会大幅增加。我们的分析还使分离的镜头和unlensed信息从CMB功率谱，这提供了一致性测试的模型，如果与其他这样的测量相结合，一个几乎镜头样本方差免费测试系统学和新的物理在unlensed光谱。这种参数化也导致了一个简单有效的可能性，可以用来帮助建立模型的情况下，一致性测试的$Λ$ CDM失败。
2017-11-08 astro-ph.CO
Single Frequency CMB Foreground Removal with Inter-scale Machine Learning
Harvard University（哈佛大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Flatiron Institute, New York, NY, USA（纽约市平顿研究所）；Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教庞蒂菲亚大学）
该研究针对单频率CMB前景去除问题，提出结合跨尺度与多频率相关性的混合CNN方法，在DustFilaments模拟中实现远优于传统ILC的前景去除效果，验证了跨尺度相关性的互补作用，但仍面临网络泛化挑战。
2026-11-06 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
Improving CMB constraints on early Universe physics with LSS: A multi-probe forecast including cross-covariance
University of Sussex（萨塞克斯大学）
本文通过结合CMB和大尺度结构数据，预测对早期宇宙物理的约束改进，尤其在早期暗能量方面有显著提升。
2025-06-30 astro-ph.CO
The Impact of Cross-Covariances Between the CMB and Reconstructed Lensing Power
本研究量化了透镜化CMB与重构引力透镜功率间的互协方差对宇宙学参数约束的影响，发现其对6参数ΛCDM模型影响较小，但对部分扩展模型影响可达误差棒的10%以上。
2023-08-22 astro-ph.CO
CMB Lens Sample Covariance and Consistency Relations
来自CMB温度场和偏振场的两点和更高点统计的引力透镜信息是内在相关的，因为它们被最后散射和观察之间的相同结构实现所透镜化。使用透镜样本协方差的分析模型，我们表明，有一个模式，单独测量的透镜CMB功率谱和透镜重建，进行这种相关性的大部分。一旦这些测量成为透镜样本方差占主导地位，这种模式应该提供一个有用的一致性检查之间的观测，在很大程度上是免费的采样和宇宙学参数的错误。违反一致性可能表明数据和透镜重建中的系统误差或最后散射的新物理学，其中任何一个都可能使宇宙学推断产生偏差，并使引力波失去光泽。第二种模式为空间平坦的宇宙提供了较弱的一致性检查。我们的分析隔离的额外信息提供的透镜在一个独立的方式，但也是有用的理解和预测CMB宇宙学参数误差的扩展$Λ$ CDM参数空间的暗能量，曲率和大质量中微子。为此，我们引入并测试了一种简单但准确的预测技术，即既不双重计数透镜信息，也不忽略观测量中的透镜。
2017-02-16 astro-ph.CO
Accurate CMB covariance matrices: exact calculation and approximations
准确的协方差矩阵是需要一个可靠的估计宇宙学参数的伪功率谱估计。在这项工作中，我们专注于协方差矩阵的分析计算。我们考虑的情况下，观测宇宙微波背景的温度和偏振的小足迹，如在SPT-3G实验，观察4%的天空。预计在小足迹上评估的功率谱在模式之间具有很大的相关性，并且这些需要精确地建模。我们提出，第一次，一个算法，允许一个有效的（但计算昂贵）的精确计算的协方差矩阵分析。使用它作为我们的参考，我们测试现有的快速近似的协方差矩阵的准确性。我们发现，当功率谱在宽bandpowers分箱，目前的方法是正确的SPT-3G小天空足迹的5%的水平。此外，我们提出了一个新的近似，提高了以前的达到精度的1%，在宽带功率的情况下，一般比目前的方法准确4倍以上。最后，我们推导出的协方差矩阵的掩模校正功率谱估计的PolSpice代码。特别是，我们包括，在一个小的天空分数的情况下，变迹的大尺度模式的效果。虽然我们考虑了宇宙微波背景辐射的特殊情况，但我们的结果也适用于任何需要计算伪功率谱协方差矩阵的宇宙学探测。
2022-04-28 astro-ph.CO
Properties and use of CMB power spectrum likelihoods
快速鲁棒的方法来计算小尺度上的CMB观测的似然一般依赖于一组功率谱估计及其协方差的基础上的近似。我们调查这些近似的最优性，如何准确的协方差需要，以及如何从模拟估计协方差。对于一个简单的方位对称情形，我们比较了混合伪C_1 CMB功率谱估计的最优性与精确结果，表明信息损失是不可忽略的，但也不足以对标准参数约束产生很大影响。然后，我们讨论了估计模拟协方差所需的样本数量，有和没有一个良好的解析近似，并评估使用收缩估计。最后，我们讨论了如何结合近似的高-单元似然与更精确的低-单元调和空间似然，作为一种实用的方法，在所有尺度上精确的似然计算。
2009-04-08 astro-ph.CO
Can one reconstruct masked CMB sky?
通过观测获得的CMB图总是具有由于相对于真实CMB信号的严重不确定性而必须被掩蔽的域。宇宙学分析理想地使用完整的CMB图，以便获得例如角功率谱。在随后进行进一步分析之前，尝试至少以低分辨率（即，以大角度尺度）重建掩蔽区域。在本文中，ILC（7年）的地图，以及为1000 CMB模拟的LambdaCDM和谐模型的重建的质量进行了研究。后者允许重建算法的误差估计，这揭示了一些缺点。分析指出的错误的顺序的一个显着的分数的平均温度波动的CMB。对不同的重建天空图计算了温度两点关联函数C（θ），得出了在切割天空上计算温度两点关联函数C（θ）最安全的结论。
2010-05-27 astro-ph.CO
Covariance of CMB anomalies
在WMAP和Planck的CMB温度各向异性测量中，在大角度尺度下观察到了一些意想不到的特征。这些包括缺乏方差和相关性，最低多极矩彼此对齐，半球功率不对称，以及奇偶校验过剩。在这项工作中，我们研究了八个代表性的大角度CMB功能的统计，以评估其协方差LCDM。我们使用两组模拟的CMB温度图来实现这一点;由普朗克合作提供的100，000个简单高斯模拟和1000个全焦平面（FFP）模拟的集合。在测量特征概率时，我们特别注意分析选择，确保我们可以重现文献中以前的结果，并在适当的情况下解释差异。我们发现的协方差结构是一致的，考虑到许多功能研究的角功率谱的函数的期望。值得注意的是，我们发现显着差异的协方差项与四极八极对齐来自高斯和FFP模拟。此外，我们还进行了主成分分析，以定量衡量哪些特征组合能够捕获有关模拟测量如何变化的最多信息，并提供对真实天空异常方式的替代评估。前四个主成分解释了大约90%的模拟方差，前两个主成分粗略地量化了大角度相关性的缺乏，接下来的两个主成分量化了相位相关异常（多极对齐和功率不对称）。虽然这种分析的结果是相当令人惊讶的，其全面的方法可以将以前的一些结果联系在一起，因此将为未来的大角度异常研究提供背景。
2018-07-18 astro-ph.CO
MILCA, a Modified Internal Linear Combination Algorithm to extract astrophysical emissions from multi-frequency sky maps
当前对宇宙微波背景（CMB）实验的分析是基于对不同天体物理成分的多频率天空图的解释，它需要专门定制的成分分离算法。在这种背景下，内部线性组合（ILC）方法已被广泛用于从WMAP多频数据中提取CMB辐射。我们在这里提出了一个修改的内部线性分量算法（MILCA），推广的ILC方法的情况下，多个天体物理组件的电磁波谱是已知的。此外，MILCA校正了标准ILC方法中的固有噪声偏置，并将其扩展到数据的混合空频表示。它还允许我们使用外部模板来最小化额外组件的贡献，但仍然只使用输入数据的线性组合。我们应用MILCA模拟普朗克卫星数据在HFI频段。我们探讨了在普朗克图上重建银河系分子CO辐射以及热Sunyaev-Zeldovich效应的可能性。我们的结论是，MILCA能够准确地估计这些排放量，它已成功地用于这一目的的普朗克合作。
2013-05-20 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Atacama Cosmology Telescope: Semi-Analytic Covariance Matrices for the DR6 CMB Power Spectra
本文为ACT DR6 CMB功率谱设计了一种半解析协方差矩阵方案，通过引入地图级各向异性等特性，并开发基于模拟的校正方法，使其与模拟的一致性达到优于1%，优于现有方案且适用于未来高分辨率CMB实验。
2024-12-10 astro-ph.CO astro-ph.IM
Comment on cluster analysis of radio loops in CMB data
最近的一篇文章（Liu et al. 2014）在WMAP内部线性组合图（ILC）中寻找来自星系射电环路（称为Loop I）的未建模发射的证据。统计学上最强的结果来自聚类分析，该聚类分析测试环路I处的$20^\circ$瓣环内的“热点”是否优先位于瓣环中心线附近。根据该聚类分析，当考虑四个最高分组（75-87 $μ$ K）时，作者报告了0.018%的$p$值。我表明，报告的统计学意义被高估了。首先，该分析没有正确地选择模拟天空实现中的热点;其次，它对所使用的地图像素化敏感，特别是，所使用的像素大小与相关聚类距离相似。我已经运行了10，000个模拟的天空实现，以重现Liu等人的分析，并计算不正确的热点选择和像素化的影响。考虑到这两种效应，我发现在最高箱检验和四箱检验中，校正后的$p$值均为$\sim1\%$。最后，我注意到，即使假设循环I对ILC图贡献了显著的力量，观察到的聚类仍然是非常不可能的。因此，与统计各向同性不一致的结果不能自动成为检测到Loop I的有力证据。我建议进行额外的测试，以澄清聚类分析支持在CMB地图中检测到Loop I的程度。
2014-09-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Parity Asymmetry in the CMBR Temperature Power Spectrum
我们研究了最近文献中报道的WMAP的CMB温度数据多极展开中偶奇多极子之间的功率不对称性。我们引入了一个替代的统计探测这种效果更敏感。我们发现，在整个多极范围$l=[2,101]$的数据是高度异常和一致的$2σ$的显着性水平之外。我们研究的可能性，这种不对称性可能是由前景清洁程序或残留的前景。通过直接模拟，使用普朗克天空模型的前景，我们排除了这种可能性。我们还研究了几种可能的次优势前景，这可能会导致这样的不对称。然而，在所有情况下，我们都无法解释数据中看到的信号。接下来，我们将使用WMAP科学团队所遵循的程序之外的程序来检查清洁的地图。具体而言，我们分析了由IPSE程序、Needlets和谐波ILC程序清理的标测图。在所有这些情况下，我们没有发现统计上显著的功率不对称信号。这与WMAP最佳拟合功率谱和ILC图所得到的结果相反。最后，我们测试的贡献，低$l$多极所观察到的功率不对称。我们发现，如果我们消除前六个多极，$l=[2,7]$，显着性下降到$2σ$ CL以下。因此，我们发现，信号从低$l$模式得到主要贡献。
2011-11-30 astro-ph.CO
Semi-blind Bayesian inference of CMB map and power spectrum
提出了一种新的宇宙微波背景（CMB）推断问题的盲公式。该方法依赖于多频微波天空的现象学模型，而不需要单个组件的物理模型。对于全天空和高分辨率数据，它统一了以前单独处理的分析部分，如分量分离和功率谱推断。我们描述了一个有效的采样方案，充分探讨了组件分离的不确定性推断CMB产品，如地图和/或功率谱。关于各个组件的外部信息可以作为先验被并入，从而给出了从最大盲方法逐渐地和连续地引入物理组件分离的灵活方式。我们连接我们的贝叶斯形式主义现有的方法，如指挥官，SMICA和ILC，并讨论未来可能的扩展。
2014-09-02 astro-ph.CO
Probing the Physics of Reionization Using kSZ Power Spectrum from Current and Upcoming CMB Surveys
本研究利用Cross-ILC前景减除技术，结合当前及未来CMB巡天的kSZ功率谱测量，可在无τ先验下严格约束再电离参数，结合LiteBIRD数据能实现对再电离中点和持续时间的高精度CMB测量，凸显宽多极kSZ探测的重要性。
2024-03-12 astro-ph.CO
Investigating non-Gaussianity in Cosmic Microwave Background Temperature Maps using Spherical Harmonic Phases
在这篇文章中，我们扩展了以前的研究的基础上CMB球谐相位（SHP）检查的有效性的假设，CMB的温度场是一致的高斯随机场（GRF）。零假设是对应的CMB SHP在区间[0，2 $π$ ] \citep{1986ApJ...304...15B,2013rossmanith}中的均匀分布方面是独立且同分布的。我们设计了一种新的模型无关的方法，我们使用有序和非参数的Rao统计量，基于样本弧长综合测试的一致性和独立性的SHP。我们在由球谐模$\le$ 128限制的尺度上进行了分析，以将我们自己限制在信号主导的区域。为了找到非均匀或相关的SHP集，我们计算数据和10000个Monte Carlo模拟均匀随机SHP集的统计量，并使用0.05和0.001 $α$水平来区分统计学显著性和高度显著性检测。我们首先使用模拟高斯，非高斯CMB温度图，以及观察到的非高斯100和143 GHz普朗克通道地图建立我们的方法的性能。我们发现，我们的方法在检测所有非高斯模拟和观察到的前景污染的100和143 GHz普朗克通道温度图中产生的相位相关性有效，准确地执行。我们将我们的方法应用于普朗克卫星任务的最终发布的CMB温度各向异性地图- COMMANDER，SMICA，NILC和SEVEM以及WMAP 9年发布的ILC地图。我们报告说，SHP对应的一些$m$模式是不均匀的，一些$\ell$模式SHP和相邻的模式对S…
2022-01-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
A Foreground Model Independent Estimation of Joint Posterior of CMB E mode Polarization over Large Angular Scales
自从宇宙微波背景（CMB）信号被基于各种卫星的观测测量以来，随着实验精度的提高，对CMB重建技术的需求也相应增加，该技术可以提供CMB信号和理论角功率谱的精确估计以及与它们相关联的可靠的统计误差估计。本文利用下一代COrE卫星的模拟极化观测数据，估计了大角度尺度下CMB E模式信号（S）和相应的理论角功率谱（C^E_l）的联合后验。为了从联合分布生成样本，我们采用ILC技术与由Gibbs抽样技术增强的CMB E模式协方差矩阵的先验信息。我们使用全后验样本估计S和C^E_l的边缘密度。最佳拟合的清洁E模式图和相应的角功率谱与输入E模式图和天空功率谱吻合良好，这意味着使用类似COrE的观测进行精确重建。利用所有Gibbs链的样本C^E_l，我们估计了似然函数P（C^E_l| D）的任意C^E_l的估计，给出了COrE任务的模拟观测图（D）。似然函数可以无缝集成到宇宙学参数估计方法。除了在大角度尺度上产生E模信号的精确估计外，我们的方法还在大角度尺度上使用CMB E模观测建立了分量重建和可靠的宇宙学参数估计之间的联系。整个方法不假设用于E模式前景分量的任何显式模型以便去除它们，这是一个有吸引力的特性，因为前景建模不确定性在这种情况下不会构成挑战。
2020-04-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cross-frequency SGWB anisotropy from compact topology: CMB B-mode covariance as a transfer probe
National Space Science Center, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家空间科学中心）；Center for Gravitational Wave Experiment, National Microgravity Laboratory, Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院力学研究所微重力国家实验室引力波实验中心）；Key Laboratory of Gravitational Wave Precision Measurement of Zhejiang Province, Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（浙江省引力波精密测量重点实验室，杭州高等研究院，中国科学院大学）；Taiji Laboratory for Gravitational Wave Universe (Beijing/Hangzhou), University of Chinese Academy of Sciences (UCAS)（太极引力波宇宙实验室（北京/杭州），中国科学院大学）
该研究以CMB B模式协方差为转移探针，分析紧致拓扑下原初SGWB的跨频率各向异性，对比张量与标量通道，确定了相关信噪比转变阈值并分离出原初SGWB贡献。
2026-08-11 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
CMB-S4 forecast on the primordial non-Gaussianity parameter of feature models
本文对未来宇宙微波背景第四阶段（CMB-S4）实验的特征模型的原始非高斯参数$f_\text{NL}$进行了预测。Fisher矩阵的双谱估计计算使用噪声协方差预计初步CMB-S4规格，包括西蒙斯天文台。我们引入了一种新的方法，提高了计算的协方差矩阵的正交归一化。最灵敏的CMB-S4实验具有1'束和1 $μK$ -arcmin噪声，与普朗克相比，将产生1.7-2.2倍更严格的约束。在西蒙斯天文台的基线条件下，改进将是普朗克的1.3-1.6倍。我们还深入研究了各种模型和实验参数对预测的影响。来自温度和E-模式偏振的约束，特别是详细的分析，提供了一些洞察到检测的CMB双谱中的振荡功能。
2019-08-30 astro-ph.CO
The Impact of Secondary non-Gaussianities in the CMB on Cosmological Parameter Estimation
我们考虑修正的基本宇宙学由于次级贡献弱引力透镜，集成的萨克斯-沃尔夫效应，和Sunyaev Zel 'dovich效应包含在三光谱。我们将这些额外的贡献的协方差的分箱角功率谱的温度各向异性在当前和未来的数据集的分析。虽然最近的实验，如ACBAR和CBI不是特别敏感，这些额外的非高斯效应，普朗克和CMBPol各向异性谱的解释将需要一个会计的非高斯协方差导致宇宙学参数估计的退化高达20%和30%，分别。
2010-07-13 astro-ph.CO
