Supersonic baryon-CDM velocities and CMB B-mode polarization
最近的研究表明，暗物质和重子物质之间的超音速相对速度对宇宙中第一结构的形成有重要影响。如果这种效应在氢再电离时期仍然不可忽略，它会在自由电子密度中产生大尺度的各向异性，从而产生CMB B模。我们计算的B模式功率谱，并找到一个特征形状的声学峰值在l ~ 200，400，.这个信号的振幅是一个自由参数，它与再电离时期的相对重子CDM速度的电离分数的依赖关系。然而，我们发现，B模式信号是不可检测的小目前青睐的再电离模型中，氢迅速在z ~ 10，虽然这个信号的约束，通过未来的实验可能有助于约束模型中，部分再电离发生在更高的红移，例如吸积到原始黑洞。
2011-10-10 astro-ph.CO
Inflationary vs. Reionization Features from Planck 2015 Data
暴胀和再电离过程中的特征在温度和偏振功率谱中留下了相应的特征，这些特征可能解释普朗克2015年数据中的异常，但需要联合分析才能解开。我们研究了这两种效应之间的相互作用，使用模型独立的参数化的通货膨胀的功率谱和电离的历史。大尺度功率的急剧抑制的偏好是由在多极$\ell \sim 20$的温度功率谱中的特征驱动的，而高红移电离的分量的偏好是由与最低多极相比时在$\ell \sim 10$的偏振功率的急剧过剩驱动的。边缘化暴胀自由度并不会削弱对$z \gtrsim 10$电离的偏好，而边缘化再电离自由度会略微增强对暴胀特征的偏好，但也会掩盖其极化的直接特征。这些功能的膨胀和再电离的解释，使预测的偏振光谱，可以在未来的精密测量，特别是在$10\lesssim \ell \lesssim 40$进行测试。
2018-07-09 astro-ph.CO
Tangled $τ$: Planck CMB Constraints on Flash Reionization
University of Winnipeg（温尼伯大学）；University of Manitoba（曼尼托巴大学）；The University of Tokyo（东京大学）
本研究首次用MCMC分析闪光再电离模型拟合普朗克CMB数据，发现约束与峰值电离分数紧密相关，且总光学深度无显著变化，PR3数据仅给出上限。
2026-10-30 astro-ph.CO
Cosmic Reionization Study : Principle Component Analysis After Planck
再电离历史的研究对于理解宇宙的演化有着重要的作用。一般认为，我们宇宙中的星系际介质（IGM）今天是完全电离的，但再电离过程仍然是神秘的。现代宇宙学通常采用简单的瞬时再电离过程，没有直接的观测证据。然而，电离分数的历史，$x_e(z)$将影响宇宙微波背景（CMB）观测和光学厚度$τ$的约束。利用基于特征再电离模型的模拟未来数据集，我们发现瞬时模型引入的对$τ$的偏差是不可忽略的。本文用主成分分析（PCA）方法研究了宇宙再电离的历史，并结合银河巡天和Ia型超新星（SN）Union 2.1样品的重子声学振荡（BAO），利用Planck、WMAP 9年温度谱和偏振功率谱数据，重建了不同红移$z$下的$x_e (z)$。结果表明，重建的$x_e(z)$与瞬时行为一致，但在某些时刻与瞬时行为略有偏差。通过PCA方法，在抛弃噪声模式后，我们得到了更强的约束，并且特征$x_e(z)$演化的提示可以变得更明显。
2015-12-23 astro-ph.CO
Searching for patchy reionization from cosmic microwave background with hybrid quadratic estimators
我们提出了一个混合二次估计来测量引力透镜的宇宙微波背景（CMB）和微分屏蔽效应所产生的电子柱密度的波动，如可能产生的补丁再电离之间的交叉相关性。的混合二次估计验证模拟数据集与普朗克和CMB-第4阶段（CMB-S4）仪器属性，并发现能够恢复互功率谱几乎没有偏见。我们将这种技术应用于普朗克2015年的温度数据，并获得了引力透镜和差分屏蔽效应之间的互功率谱。仅凭普朗克数据无法检测到斑块再电离诱导的交叉功率谱，但未来的实验，如CMB-S4，将能够稳健地测量预期的信号，并提供关于再电离的新见解。
2018-08-05 astro-ph.CO
ETHOS -- an effective theory of structure formation: predictions for the high-redshift Universe -- abundance of galaxies and reionization
我们对比预测的高红移星系人口和再电离的历史之间的冷暗物质（CDM）和另一种自相互作用的暗物质模型的基础上，最近开发的ETHOS框架，阐明了小规模CDM的挑战，在本地组。我们进行了最高分辨率的流体动力学宇宙学模拟（一个36兆秒差距的$^3$体积与气体细胞质量的$\sim10^5\mathrm{M}_{\odot}$和$\sim180$ ~pc的最小气体软化）内ETHOS的日期-加上CDM对应-量化的丰富的星系在高红移和它们对再电离的影响。我们发现，ETHOS预测的星系具有更高的紫外（UV）光度比他们的CDM同行和更快的建立的暗端的UV光度函数。然而，这些效应使得再电离的光学深度对功率谱截止不太敏感：ETHOS模型与CDM $τ$值的差异仅为10%，如果紫外光子的有效逃逸分数为0.1-0.5，则与普朗克极限一致。我们的结论是，目前的观测高红移光度函数不能区分ETHOS和CDM模型，但深JWST调查强透镜，固有的暗淡星系有可能测试非CDM模型，提供有吸引力的解决方案CDM的本地组问题。
2019-01-09 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic reionization after Planck II: contribution from quasars
根据最近普朗克对电子散射光学深度的向下修正，以及在$z > 4$发现的微弱活动星系核，我们重新评估了类星体对宇宙再电离的实际贡献。为此，我们扩展了以前基于MCMC的数据约束半解析再电离模型，研究了类星体在全球再电离历史中的作用。我们发现，类星体只有在高红移下具有非常高的活动星系核发射率的模型才能单独反射宇宙。这些模型仍然允许最近的CMB数据和大多数有关HI再电离的观察。然而，他们预测了一个扩展的和早期的HeII再电离结束在$z\gtrsim4$和一个更慢的演变，在平均HeII Ly- $α$森林不透明度比实际观测表明。因此，当我们进一步限制我们的模型对地狱Ly-$α$森林数据，这种活动星系核主导的情况下，被发现在2- $σ$限制明确排除。这些数据似乎有利于一个标准的两个组成部分的图片，类星体的贡献变得可以忽略不计，在$z\gtrsim6$和非零逃逸分数的$\sim10\%$需要从早期星系。对于这些模型，平均中性氢分数从$z=10.0$时的$\sim0.8$降低到$z=6.2$时的$\sim10^{-4}$，氦在更晚的时间$z\sim3$变为双电离。我们发现，这些模型是以及在很好的协议与所观察到的IGM的热演化，而不是具有非常高的活动星系核发射率的模型。
2017-09-23 astro-ph.CO
Cosmic Reionization History and Dark Matter Scenarios
我们进行了分析的宇宙再电离的标准冷暗物质（CDM）的范例和替代暗物质的情况下。在Corasaniti等人（2017）的工作基础上，我们预测了CDM的再电离历史，对于温暖的暗物质（WDM），晚期形成的暗物质（LFDM）和超轻轴子暗物质（ADM）模型，这些模型重现了在非常高的红移$6\le z\le 10$下星系光度函数的最新测量。为此，我们采用了一个再电离模型参数化的限制紫外星系的大小有助于再电离$M_{\rm lim}$和平均有效逃逸分数的紫外光子到达星系际介质$\tilde{f}$。对于每个DM模型，我们计算的红移演化的汤姆逊散射光学厚度$τ_e(z)$和共动电离分数$Q_{\rm HII}(z)$。我们发现不同的DM模型有相似的再电离历史。相对于CDM的情况下的差异增加在较弱的限制UV-幅度和退化的影响，改变再电离模型参数。使用普朗克的集成光学深度的测定结合测量的中性氢分数在不同的红移，我们推断的约束$\tilde{f}$和$M_{\rm lim}$。结果在很大程度上是独立的假设DM的情况下，特别是对于$M_{\rm lim}\gtrsim -13$，我们得到的有效逃逸分数位于范围$0.07\lesssim \tilde{f}\lesssim 0.15$在$2σ$。
2019-01-21 astro-ph.CO
Consistency of the Planck CMB data and $Λ$CDM cosmology
在交叉统计的框架下，检验了普朗克温度谱和偏振谱与$Λ$冷暗物质宇宙学（$Λ$ CDM）的一致性模型之间的一致性.我们发现Planck TT最佳拟合$Λ$ CDM功率谱与EE功率谱数据完全一致，而EE最佳拟合$Λ$ CDM功率谱与TT数据不一致。然而，这并不意味着任何系统或模型数据的差异，因为在普朗克EE数据中，不确定性比TT数据大得多。我们还调查了任何偏离$Λ$ CDM模型分析普朗克2015年数据的可能性。TT、TE和EE数据分析的结果表明，除了一致性$Λ$ CDM模型的灵活性之外，不需要偏离。因此，我们的分析排除了任何强有力的证据，超出了普朗克光谱数据的一致性模型。我们还报告了一个温和的振幅差异比较温度和偏振数据，其中温度数据似乎有比预期略低的振幅（始终在所有倍数），因为我们假设温度和偏振数据是相同的基础宇宙学的实现。
2017-05-24 astro-ph.CO
Does Planck 2015 polarization favor high redshift reionization?
我们研究了大角度CMB偏振功率谱中的高红移电离特征与普朗克2015数据中特征之间的关系。使用一个主成分（PC）电离的基础，是完整的宇宙方差限制出$z_{\rm max}=30,40,50$，我们发现一个强大的$>95\%$ CL偏好电离在$z>15$没有偏好$z>40$。这种稳健性源于数据的$\ell \sim 10$区域，该区域显示出相对于$\ell \le 8$的高功效，并导致与再电离的阶梯状模型的拟合较差。相反，通过允许高红移再电离，PC通过$2Δ\mathrm{ln}\mathcal{L} = 5-6$提供了更好的拟合。由于电离红移响应的简并性，这种改进的拟合是由于模型的一个方面：如我们用两步再电离模型说明的那样，将$z>10$组分适应电离的能力。对于这个模型和其他包含这样一个成分的模型，它的存在是允许的，甚至是有利的;对于不包含这样一个成分的模型，它们的不佳拟合反映了统计或系统性波动。这些可能性在$\ell \sim 15-20$产生了非常不同的和可检验的预测，以及在$\ell>30$产生了小但可检测的差异，这可以进一步限制再电离的高红移极限。
2018-06-11 astro-ph.CO
Reionization history and CMB parameter estimation
我们研究如何在宇宙的再电离历史的不确定性影响其他宇宙学参数的估计从宇宙微波背景。我们分析WMAP7数据和合成普朗克质量的数据产生的一个现实的情况下，从高分辨率数值模拟获得的宇宙再电离历史。我们进行参数估计，使用一个简单的突然再电离近似，并使用Mortonson和胡提出的主成分分析（PCA）技术。我们得出两个主要结论：（1）采用简单的突然再电离模型不会将可测量的偏差引入到其他参数的值中，这表明为了从未来的CMB数据集（如普朗克）估计参数，不需要再电离的详细建模。(2)PCA分析不允许在现实情况下准确重建宇宙的实际再电离历史。
2012-11-29 astro-ph.CO
Principal component analysis of the reionization history from Planck 2015 data
宇宙瞬时再电离的简单假设可能会使宇宙学参数的估计产生偏差。在本文中，再电离历史的模型无关的主成分方法被应用到最近的普朗克2015年数据的宇宙学参数的约束。我们发现宇宙在红移$z \ge 8.5$为95% CL时没有完全重电离。再电离光学深度和物质涨落幅度均高于标准瞬时再电离方案，但与标准瞬时再电离方案一致。物质涨落幅度的高估计值加强了普朗克CMB观测与一些天体物理数据之间的紧张关系，如星系团计数和弱透镜。如果允许中微子质量变化，这种张力就可以得到明显的缓解。由于高的标量谱指数，低尺度自发破缺的SUSY暴胀模型可以很好地拟合数据，这在普朗克分析中在95%CL下是不受欢迎的。
2015-09-04 astro-ph.CO hep-ph
First study of reionization in the Planck 2015 normalized closed $Λ$CDM inflation model
我们研究了两个非平坦$Λ$ CDM暴胀模型中的再电离，这些模型最适合普朗克2015年宇宙微波背景各向异性观测，忽略或结合重子声学振荡距离测量。我们实现了主成分分析（PCA）估计的不确定性，在再电离历史的联合类星体CMB数据集。对非平坦$Λ$ CDM膨胀模型以及原始普朗克2016倾斜空间平坦$Λ$ CDM膨胀模型的PCA模式的参数空间进行了彻底的马尔可夫链蒙特卡罗分析。虽然平坦和非平坦模型都能很好地匹配低红移（$z\lesssim6$）观测，但我们注意到高红移（$z\sim8$）Lyman- $α$发射数据和非平坦模型之间可能存在张力。这完全是因为封闭模型比平坦模型具有相对更高的再电离光学深度，这反过来又需要更多的高红移电离源，并有利于早在$z\approx14$开始的扩展再电离。我们的结论是，相对于平坦宇宙学，对于非平坦宇宙学模型（i）逃逸分数需要陡峭的红移演化，甚至在某些红移不切实际的高值和（ii）大多数的物理参数需要有非单调的红移演化，特别是当莱曼- $α$发射数据包括在分析中。
2018-07-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
RELIKE: Reionization Effective Likelihood from Planck 2018 Data
我们发布了RELIKE（再电离有效似然），这是一种基于最新普朗克2018数据的快速准确的有效似然代码，允许使用CMB再电离主成分（PC）的五个约束条件来约束$6 < z < 30$之间的任何再电离模型。我们在两个示例模型上测试了代码，这些模型与使用简单高斯PC似然或其全核密度估计的精确普朗克似然采样非常一致。该代码使一个快速和一致的手段结合普朗克约束与其他再电离数据集，如动力学Sunyaev-Zeldovich效应，线强度映射，光度函数，恒星形成历史，类星体光谱等，其中红移依赖的电离历史是重要的。由于PC技术测试在给定范围内的任何再电离历史，我们也得到了模型无关的约束的总汤姆逊光学深度$τ_{\rm PC} = 0.0619^{+0.0056}_{-0.0068}$和它的$15\le z \le 30$高红移分量$τ_{\rm PC}(15, 30) < 0.020 $（95\%C. L.）。高红移光学深度的上限是$\sim3$的一个因子，大于普朗克2018年宇宙学参数论文中使用FlexKnot方法报告的值，我们通过直接分析两步模型来验证我们的结果，该模型允许这种小的高$z$分量。
2021-04-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Planck intermediate results. XLVII. Planck constraints on reionization history
我们研究了从普朗克宇宙微波背景（CMB）数据中提取的宇宙再电离的约束条件。我们结合普朗克CMB各向异性数据的温度与低多极极化数据，以适应LCDM模型与各种参数化的再电离历史。我们得到的汤姆逊光学深度τ =0.058 +/- 0.012的常用瞬时再电离模型。这证实了，只有CMB各向异性的数据，结合普朗克2015年的结果与其他数据集，也减少了不确定性建议的低值。我们重建的中性和电离相之间的过渡使用对称或非对称模型的电离分数的历史。为了更好地确定再电离过程的持续时间的限制，我们还利用测量的动态Sunyaev-Zeldovich（kSZ）效应的振幅，使用额外的信息，从高分辨率阿塔卡玛宇宙望远镜和南极望远镜实验。再电离发生时的平均红移被发现位于z=7.8和8.8之间，这取决于所采用的再电离模型。使用kSZ约束和红移对称再电离模型，我们发现了Dz < 2.8的再电离周期宽度的上限。在所有的情况下，我们发现宇宙在红移大于z~10时的电离率小于10%。这表明，普朗克数据强烈反对再电离的早期开始。我们表明，这一结果也减少了基于CMB的分析和其他天体物理学来源的约束之间的紧张关系。
2016-09-05 astro-ph.CO
Cosmic Reionization May Still Have Started Early and Ended Late: Confronting Early Onset with CMB Anisotropy and 21 cm Global Signals
再电离的全球历史是由三个晕质量群释放的星光的相对数量决定的：维里温度Tvir > 10^4 K的原子冷却晕（ACH），或者（1）质量足以在再电离后形成恒星（类地星云，>~ 10^9 Msun）或（2）质量较小的类地星云（类地星云），当被再电离超越时，会受到恒星形成的抑制，（3）Tvir < 10^4 K的H2冷却微晕（MH），其恒星形成主要受到H2解离的莱曼-沃纳（LW）背景的抑制。我们以前的工作表明，包括MHs引起两个阶段的再电离-早期上升到x ~ 0.1，由MHs驱动，然后快速上升，后期，到x ~ 1，由ACH驱动-与CMB偏振各向异性的签名预测是可检测的普朗克卫星。受此预测的启发，我们半解析地模拟了全球再电离，以与普朗克CMB数据和EDGES全球21 cm吸收特征进行比较，模型具有：（1）ACH，无反馈;（2）ACH，自我调节;（3）ACH和MH，自我调节。模型（3）与普朗克E模偏振数据吻合得很好，即使有大量的高红移电离尾部，超出了普朗克合作组织（2018）提出的限制。没有模型可再现EDGES特征。对于模型（3），|dTb| <~ 60 mK穿过边缘谷，一个数量级太浅，吸收开始于更高的z，但在光谱上没有特征。MHS中第三星族星的早期再电离与当前的限制是兼容的，但只有当EDGES解释被打折或其他过程，我们没有包括它。
2021-04-09 astro-ph.CO
Effect of Template Uncertainties on the WMAP and Planck Measures of the Optical Depth Due To Reionization
再电离光学深度是最差确定的六个$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
A non-parametric consistency test of the $Λ$CDM model with Planck CMB data
非参数重建方法，如高斯过程（GP）回归，提供了一种独立于模型的方法来估计一个潜在的功能和它的不确定性，从噪声数据。我们演示了如何GP重建可以被用来作为一个给定的数据集和一个特定的模型之间的一致性测试，通过寻找结构的数据的残差相对于模型的最佳拟合。应用这种形式主义的普朗克温度和偏振功率谱测量，我们测试他们的全球一致性的基础$Λ$ CDM模型的预测。我们的结果没有显示出任何严重的不一致，贷款进一步支持的解释基础$Λ$ CDM模型作为宇宙学的黄金标准。
2017-09-28 astro-ph.CO
Witnessing the reionization history using Cosmic Microwave Background observation from Planck
我们使用普朗克2015年宇宙微波背景（CMB）温度和偏振各向异性观测数据来约束再电离的历史。我们还使用事先约束的红移$\sim7-8$从莱曼- $α$发射观测的再电离历史。以不同红移处的自由电子分数为自由参数，用多项式构造了完整的再电离历史。我们的结构提供了一个非常灵活的框架，以寻找历史的再电离作为一个函数的红移。我们提出了一个保守的和乐观的再电离的约束，分类的灵活性的模型和数据集用于约束他们，我们报告说，CMB数据稍微有利于延长再电离的历史。在这两种情况下，我们发现光学深度的平均值（$\approx0.09$和$0.1$）大于我们发现在标准的阶梯状再电离历史（$0.079\pm0.017$）。同时我们还发现，在乐观约束条件下，当红移大于15时，在95.4%的置信限下，自由电子分数的最大值为$\sim0.25$.
2017-12-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Signatures of metal-free star formation in Planck 2015 Polarization Data
从普朗克宇宙微波背景（CMB）偏振测量的宇宙再电离历史的标准分析只考虑电子散射的总光学深度（$τ$），并进一步假设一个阶梯状的再电离历史。然而，偏振数据包含超出整体光学深度的信息，并且阶跃函数的假设可能会错过对光学深度的高红移贡献，并导致有偏的$τ$约束。考虑到其完整的再电离信息内容，我们重新考虑使用简单但物理动机的再电离模型解释普朗克2015年低频仪器（LFI）偏振数据。我们表明，这些测量仍然，事实上，允许一个不可忽略的贡献，从无金属（波普-III）恒星形成的质量$M \sim 10^5-10^6 M_\odot$在$z \gtrsim 15$的迷你晕，提供这种模式的恒星形成是相当低效的。我们的最佳拟合模型包括一个早期的，自我调节阶段的波普-III恒星形成的再电离历史具有渐进的，高原的功能。在这个模型中，宇宙体积的20%的$\sim$被$z \sim 20$电离，但它仍然提供了一个很好的匹配普朗克LFI测量。尽管当数据的全部信息内容被合并时是优选的，但在标准分析中，这种模型将是不受欢迎的。这种偏好主要是由$10 \lesssim \ell \lesssim 20$多极处E模式偏振的过量功率驱动的，这可能反映了数据中剩余的系统误差、统计波动或第一批恒星的特征。普朗克高频仪器（HFI）的测量应该能够证实或反驳这一暗示，未来的宇宙方差有限的E模式偏振调查可以提供更多关于这些特征的信息
2016-10-03 astro-ph.CO
Do JWST reionization (optical depth) puzzle, cosmological tensions, and CMB anomalies imply Harrison-Zel'dovich spectrum?
本文基于Planck、ACT和SPT数据，发现采用Harrison-Zel'dovich原初谱的ΛCDM模型可将再电离红移提高到与JWST观测一致，并缓解H_0和S_8张力，但会加剧透镜和曲率异常。
2025-07-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Deconstructing the Planck TT Power Spectrum to Constrain Deviations from $Λ$CDM
$Λ$ CDM预测与当前宇宙学数据集的一致性检查可能会阐明解决宇宙学张力所需的变化类型。为此，我们修改类玻尔兹曼代码创建唯象振幅，类似于透镜振幅参数$A_L$，萨克斯-沃尔夫，多普勒，早期集成萨克斯-沃尔夫（eISW），和偏振贡献的CMB温度各向异性，然后我们包括这些额外的振幅适合普朗克TT功率谱。我们发现，允许这些幅度之一，以改变在同一时间的结果在很小的改善，在$Λ$ CDM单独表明，这些物理效应中的每一个被正确地考虑到目前的精度水平。此外，我们发现，唯一的一对现象振幅，结果在一个显着的改善，以适应普朗克温度数据的结果从不同的萨克斯-沃尔夫和多普勒效应的振幅同时。然而，我们表明，这个模型实际上只是细化$Λ$ CDM + $A_L$解决方案。我们测试添加我们的唯象振幅以及$N_{\textrm{eff}}$，$Y_{\textrm{He}}$，和$n_{\textrm{run}}$到$Λ$ CDM + $A_L$，发现这些模型扩展没有提供显着的改善$Λ$ CDM + $A_L$时，拟合普朗克温度数据。最后，我们量化的贡献eISW效应和透镜的物理物质密度从普朗克温度数据的约束，允许从每个效果的唯象幅度变化。我们发现，这些影响发挥了相对较小的作用（不确定性分别增加了$3.5\%$和$16\%$），这表明整体光子包络具有最大的约束力。
2021-01-19 astro-ph.CO
Five parameters are all you need (in $Λ$CDM)
Peng Cheng Laboratory（鹏城实验室）；University of Cambridge（剑桥大学）
研究利用符号回归建立宇宙学与再电离时间线的联系，发现其形状可用冈珀茨死亡率定律描述，将再电离光学深度视为派生参数，减少原始涨落幅度误差并约束电离效率。
2026-07-07 astro-ph.CO
The Planck legacy - Reinforcing the case for a standard model of cosmology: $Λ$CDM
我们简要回顾了普朗克2015年发布的主要结果，描述了数据的新校准，显示了温度和首次偏振，宇宙学参数和透镜势的地图。此外，我们提出了银河系前景的两极分化的预测。未来的卫星实验将面临的挑战是以高精度去除前景，以便能够测量小于0.01的张量标量比。
2016-05-05 astro-ph.CO
Cosmic Reionization and Early Star-Forming Galaxies: A Joint Analysis of New Constraints from Planck and Hubble Space Telescope
我们讨论了新的宇宙再电离时代的限制和测试的假设，即大多数的电离光子负责产生高红移恒星形成星系。通过对z~6-8类星体、伽马射线暴和可能有莱曼α辐射的星系的光谱研究，在绘制再电离结束图方面取得了很好的进展。然而，最严格的限制，其持续时间来自集成的光学深度，τ，汤姆逊散射的宇宙微波背景。利用哈勃空间望远镜观测到的遥远星系丰度和光度分布的最新数据，我们同时匹配了普朗克合作组最近报道的约化值τ =0.066 +/- 0.012和具有6 <~ z <~ 10范围内再电离历史的星系际介质的演化中性，从而减少了对大量非常高红移（z>>10）星系的需求。我们的分析加强了恒星形成星系主导再电离过程的结论，并对即将到来的21厘米实验和詹姆斯韦伯太空望远镜寻找早期星系具有重要意义。
2015-03-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Population III star explosions and Planck 2018 data
利用最新的Planck数据研究了第III星族星超新星爆发对高红移再电离历史的影响。据预测，大质量Pop~III星~（$130M_\odot\leq M\leq 270M_\odot$）在其恒星生命的末期会以对不稳定性超新星（PISNe）的形式爆发。在爆炸过程中，超新星遗迹以热电离泡的形式生长，并在再电离历史的早期阶段增强了电离分数。这种增强影响了宇宙微波背景~（CMB）的光学深度，并产生了大尺度上CMB偏振的附加各向异性。因此，分析普朗克偏振数据使我们能够检查Pop III星SNe及其祖先，大质量Pop III星的丰度。为了模拟SN对再电离的贡献，我们引入了一个新的参数$ζ$，它与宇宙的坍缩分数的SNe丰度有关。利用最新的普朗克极化数据，利用马尔可夫链蒙特卡罗方法，我们得到了我们的模型参数，$ζ$的约束。我们的约束告诉我们，所观察到的CMB偏振与PISNe的丰度是一致的，从最近的宇宙学模拟中的Pop III恒星的恒星形成率和初始质量函数预测。我们还建议，结合进一步的观测，如高红移类星体的观测，可以提供更严格的约束和重要的信息的性质的Pop III星的再电离历史。
2021-06-14 astro-ph.CO
Constraining Reionization with the $z \sim 5-6$ Lyman-$α$ Forest Power Spectrum: the Outlook after Planck
普朗克报告的CMB电子散射光学深度的最新测量结果显着减少了HI再电离模型的允许空间，指向一个较晚结束和/或较短的延长相变比以前认为。再电离脉冲加热星系际介质（IGM）到$\sim10^4$ K，由于扩散气体中的冷却和动力学时间较长，与哈勃时间相当，再电离加热的记忆被保留下来。因此，后期结束的再电离对$z\sim5-6$ Lyman-$α$（ly $α$）森林的结构具有重要意义。使用国家的最先进的流体动力学模拟，使我们能够改变再电离及其相关的热注入的时间，我们认为，现存的热再电离的签名可以通过检测在$5< z<6$的Ly $α$森林功率谱。这是因为功率的小规模切断不仅取决于这些时期的IGM温度，而且对IGM全热历史设定的压力平滑尺度特别敏感。比较我们不同的再电离模型与现有的测量在$z=5.0-5.4$的Ly $α$森林通量功率谱，我们发现，模型满足普朗克的$τ_e$，约束有利于适量的热注入与星系驱动的再电离一致，但不利于类星体驱动的情况。我们探讨了不同的再电离历史和加热模型对功率谱形状的影响，并发现它们可以产生类似的效果，但认为这种简并可以用足够高质量的数据来打破。我们研究了在$z\simeq 6$使用模拟类星体光谱测量通量功率谱的可行性，并得出结论，一个样本的$\sim10$高分辨率光谱与可达到的信噪比将允许区分不同的再电离方案。
2019-04-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Inference of the optical depth to reionization from low multipole temperature and polarisation Planck data
本文探讨了从具有复杂噪声特性和部分天空覆盖的宇宙微波背景各向异性图中构建低多极温度和极化似然的方法。我们使用普朗克2018高频仪器（HFI）和更新的SRoll 2温度和偏振图来测试我们的方法。我们提出了三种基于二次互谱估计的似然近似：（一）普朗克遗留论文中使用的基于模拟的似然（SimBaL）技术的变体，以产生低多极EE似然;（二）基于最大熵原理的半解析似然近似（momento）;（三）密度估计“无似然”方案（DELFI）。方法（ii）和（iii）可以推广到产生低多极联合温度极化（TTTEEE）的可能性。我们提出了广泛的测试，这些方法与现实的相关噪声模拟。然后，我们分析普朗克数据，并确认我们的方法的鲁棒性和多个频率间和频率内检测器集合组合SRoll 2地图的可能性。这三种可能性技术给出了一致的结果，并支持从HFI到reoinization的光学深度τ的低值。我们对tau的最佳估计来自于将低多极SRoll 2矩（TTTEEE）似然与CamSpec高多极似然相结合，并且tau = 0.0627+0.0050-0.0058。这与SRoll 2团队对tau的测定一致，尽管略高0.5 sigma，主要是因为我们对温度和偏振的联合处理。
2021-08-24 astro-ph.CO
Complete Reionization Constraints from Planck 2015 Polarization
我们对普朗克2015年的数据进行了分析，这些数据在红移范围$6 < z < 30$的大角度偏振$E$模式光谱中的再电离观测值中是完整的。基于5个主成分，所有这些都受到数据的约束，这个单一的分析可以用来推断在同一范围内的任何模型的再电离的约束，我们开发了一个有效的可能性方法，将这些约束模型。通过允许一个任意的电离历史，这种技术测试的鲁棒性的推断总的光学深度从通常的阶梯状过渡的假设，这是重要的许多其他宇宙学参数，如暗能量和中微子质量的解释。普朗克2015年的数据不仅允许高红移的$z>15$分量的光学深度，但更喜欢它在$2σ$水平。这种偏好与多极范围$10 \lesssim \ell \lesssim 20$中的过剩功率有关，可能表明高红移电离源或2015年数据中未考虑的系统和前景。
2017-04-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Reionization in the dark and the light from Cosmic Microwave Background
我们探讨了普朗克2015年宇宙微波背景（CMB）数据的再电离历史的约束条件，并推导出未来CMB观测的预测。我们考虑一类单调的历史参数化的再电离的两个额外的参数，相对于在瞬时再电离建模中使用的平均光学深度。我们研究了再电离的历史和标准宇宙学模型的选定扩展之间的简并性。特别是，我们认为与中微子部门的总质量的简并，我们讨论了可能的相关性之间的暗物质湮灭和持续时间的再电离的CMB。我们使用Hazra和Smoot，JCAP 1711，028（2017）中提出的多离子模型的扩展。我们将普朗克2015年数据的约束与未来可能的CMB任务LiteBIRD的预测约束进行了比较，我们还使用了拟议的类似CORE的规格作为更高分辨率的例子。我们发现，平均光学深度和再电离持续时间之间的简并性将基本上被这两个概念所消除。再电离历史与总中微子质量和暗物质湮灭性质之间的简并性也将通过未来的调查得到改善。我们发现，在再电离的时间长的情况下，在更高的分辨率的再电离历史的约束只有边际改善。
2018-07-14 astro-ph.CO
Cold or Warm? Constraining Dark Matter with Primeval Galaxies and Cosmic Reionization after Planck
暗物质构成了宇宙中绝大多数的物质，但它的微观本质仍然是一个有趣的谜，对粒子物理学，天体物理学和宇宙学有着深远的影响。在这里，我们揭示了长期存在的问题，无论是暗物质是温暖或寒冷的结合测量星系光度函数的高红移z~10从哈勃太空望远镜与最近的宇宙学数据的再电离历史的宇宙从普朗克任务。我们推导出强大的和严格的边界上的温暖的暗物质粒子的质量，发现目前的数据需要它在2和3千电子伏之间的狭窄范围。此外，我们表明，不超过3千电子伏的质量也同时表明与银河系大小的星系中的卫星的本地数量的天体物理约束，虽然它是在边缘的莱曼α森林的分析紧张。对于质量超过3 keV的暖暗物质和冷暗物质，为了满足普朗克对光学深度的约束，并且不遇到卫星问题，需要调用天体物理过程，抑制质量M_H<几个10^8 M_sun的晕中的星系形成，对应于极限UV星等M_UV~-11。无论如何，我们预测了星系光度函数在M_UV~-12的z~8附近的下降，并强调其详细的形状对粒子物理和小晕中星系形成的天体物理都是非常有用的。这些期望将通过哈勃前沿场和詹姆斯韦伯太空望远镜的出现进行测试，这将使探测星系光度函数的非常微弱的一端达到z~8-10。
2015-08-10 astro-ph.CO
Constraining Dark Matter Parameters in the Lambda-CDM Framework: A Bayesian Comparison of Planck and DES Constraints
Central Department of Physics, Tribhuvan University（特里布文大学物理中央系）
本文通过贝叶斯方法比较普朗克和DES数据集，发现ΛCDM模型在Ω_m和σ_8参数上存在显著张力，提示需更复杂的理论模型或系统误差处理。
2025-06-08 astro-ph.CO
Constraining Planck scale physics with CMB and Reionization Optical Depth
我们提出了一个双向的相互作用的原理证明在非常早期的宇宙和后期的观测物理。我们发现的原始机制之间的关系，负责大规模的功率抑制的原始功率谱和再电离光学深度$τ$的值。这些机制可影响$τ$的估计。我们表明，使用未来的测量$τ$，人们可以获得前暴胀动力学的约束，提供了一个新的窗口非常早期的宇宙物理。此外，新的重新估计的$τ$可以潜在地解决$τ$的高和低$\ell$测量之间的适度差异，因此为功率抑制异常及其原始起源提供经验支持。
2017-10-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
No way ou$τ$: Epoch of Reionization Observations Do not Support Large Values of the Optical Depth to Reionization
Pengcheng Laboratory（鹏城实验室）；Tsinghua University（清华大学）
该研究结合CMB、BAO及再电离相关观测数据，采用Gompertzian再电离框架分析，得出再电离光深为0.067±0.011，在大于约2σ水平上偏好动力学暗能量，大尺度极化的系统误差难以解释该偏好。
2026-08-04 astro-ph.CO
Cosmic Reionization after Planck: Could Quasars Do It All?
我们评估了一个晚期宇宙再电离模型，其中电离背景辐射完全来自高红移类星体和其他活动星系核。Planck合作组报道的汤姆逊散射的低光学深度将瞬时再电离的红移推低到z = 8.8 ^{+1.7}_{-1.4}，并且大大减少了在非常早期对显著的莱曼连续谱发射的需要。我们表明，如果最近的许多人口在z = 4 - 6的微弱活动星系核的主张得到支持，并在这些时代的高推断活动星系核共动发射率持续较高，z~10，红移，那么活动星系可能会驱动氢和氦的再电离，从正常的恒星形成星系的贡献很小。我们讨论了一个活动星系核占主导地位的情况下，满足一些观测约束：HI光电离率是相对平坦的范围内2 <z <5，氢得到完全再电离的z = 5.7，和集成的汤姆逊散射光学深度τ = 0.056，在协议的基础上的星系际介质（IGM）和宇宙微波背景（CMB）偏振的Lya不透明度的测量。该模型预测，氦在红移4之前被双重再电离，氦再电离的热输入在氢再电离后主导IGM的热平衡，z> 5的活动星系核提供了2keV的未分辨X射线背景的重要部分。单电离和双电离的氦对τ的贡献约为13%，当氢完全再电离时，HeIII的体积分数已经达到50%。
2015-10-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmic Reionization After Planck and Before JWST: An Analytic Approach
宇宙氢的再电离标志着宇宙结构形成历史上的一个关键时刻。在这里，我们提出了一个新的制定标准再电离方程的体积平均HII分数的演变，这是更符合公认的概念模型的不均匀星系际吸收。修订后的方程保留了经典计算的基本术语和简单性，但明确说明了光学厚“莱曼极限系统”的存在，已知该系统用于确定重叠后电离辐射的平均自由程。该方程的积分通过平滑地将这种过程的重叠前阶段与重叠后阶段联系起来，提供了再电离时间的更好表征。我们确认的有效性的准瞬时近似的预测再电离完成/维护，并讨论了新的见解宇宙再电离的来源，使用改进的形式主义。一个恒定的发射率到星系际介质（IGM）的3莱曼连续（LyC）光子每原子每陀螺仪导致再电离的历史，这是一致的一些观测约束的电离态的z=5-9宇宙和减少汤姆逊散射光学厚度最近报告的普朗克合作。虽然恒星形成星系可以主导再电离过程，如果逃逸到IGM的LyC光子的光度加权分数f_esc超过15%（对于M_lim=-13的星系UV光度函数的微弱星等截止值和xi_ion=10^{25.3} Hz/erg的每单位1500 AA光度的LyC光子产额，两个未知量f_esc_xi_ion的乘积不随红移而变化的简单模型不能再现在这些时期观察到的IGM的中性变化。
2017-10-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Lensing-like tensions in the Planck legacy release
我们分析了普朗克卫星数据的最终发布，以约束引力透镜潜力在一个模型无关的方式。当与使用透镜重构的测量相比时，从温度和偏振功率谱中的声峰的平滑确定的透镜量过高2 $σ$，并且当与基于温度和偏振功率谱的“未透镜化”部分的$Λ$ CDM预期相比时，过高2.8 $σ$。与之前数据发布相比，最大的变化是$Λ$ CDM预期，这是由对再电离光学深度的改进约束驱动的。该异常仍然是不符合实际的引力透镜，假设透镜重建的约束是不一致的模型无关。在$Λ$ CDM的背景下，从透镜重建的参数约束的改进带来了这种紧张局势的2.1 $σ$，并从进一步增加重子声学振荡和万神殿超新星的数据，稍微高一点的2.2 $σ$。一旦这些其他的测量被包括在内，边缘化这种透镜状的异常不能实质上解决与$Λ$ CDM，$Λ$ CDM+ $N_\mathrm{eff}$或$Λ$ CDM+ $\sum m_ν$中$H_0$和$S_8$的低红移测量的紧张关系;此外，对$\sum m_ν$的人为加强的约束小于20%。
2020-04-07 astro-ph.CO
Distance Priors from Planck Final Release
我们提供了2018年最终发布的$Planck~ \textrm{TT,TE,EE}+\textrm{lowE}$数据的距离先验。$40\%$周围的不确定性小于$Planck$ 2015 TT $+$ lowP的不确定性。为了检验这些新的距离先验的有效性，我们采用距离先验来约束不同暗能量模型中的宇宙学参数，包括$Λ$ CDM模型，$w$ CDM模型和CPL模型，并得出结论，与完整的$Planck$ 2018数据发布相比，距离先验对相关宇宙学参数提供了一致的约束。
2018-08-17 astro-ph.CO
Inference of the optical depth to reionization $τ$ from $\textit{Planck}$ CMB maps with convolutional neural networks
本文提出完全基于神经网络的无似然方法，直接从偏振 Planck HFI 的 Q、U 图推断再电离光深 τ，在真实数据上得到与 EE 交叉谱相容的结果。
2024-07-09 astro-ph.CO
Reionization and Galaxy Formation in Warm Dark Matter Cosmologies
我们比较模型的结果从一个半解析（合并树为基础）框架的高红移（z ~ 5-20）星系形成对再电离指标，包括普朗克电子散射光学厚度和电离光子发射率，揭示了再电离的历史和来源冷（CDM）和暖暗物质（WDM;粒子质量的$m_x = 1.5,3$和5 keV）宇宙学。该模型包含了恒星形成、超新星反馈、气体和恒星质量的合并/吸积/喷射驱动演化以及紫外背景（UVB）对低质量星系气体成分光蒸发的影响等关键过程。我们发现，在光（1.5 keV）WDM模型中的再电离开始的延迟可以通过电离光子逃逸分数的更陡的红移演化和更快的质量组装来补偿，导致在所有考虑的DM模型中，再电离结束在可比的红移（z~5.5）。我们发现大部分的再电离光子来自星系的晕质量$M_h < 10^9 M_\odot$和紫外的大小$ -15 < M_{UV} < -10$在CDM。随着$m_x$的降低，低质量晕的逐步抑制导致再电离人口向$M_h > 10^9 M_\odot$和$ -17 < M_{UV} < -13$的较大晕质量的转移，对于1.5 keV WDM。我们发现，目前的电子散射光学深度和紫外线光度函数的观察是同样兼容的所有（冷和暖）DM模型在这项工作中考虑。我们建议，全球指标，包括红移演化的恒星质量密度和恒星质量晕质量的关系，观察与詹姆斯韦伯太空望远镜，可以用来区分CDM和WDM（1.5千电子伏）宇宙学。
2017-02-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Joining bits and pieces of reionization history
普朗克的宇宙微波背景温度和偏振各向异性估计了比WMAP更低的再电离光学深度（$τ$）。再电离历史中的一个重要时期将落在$6<z< 10$内，在那里，哈勃前沿场计划对星系的探测和莱曼- $α$观测对星系间介质中中性氢的独立估计也是可用的。这种重叠允许宇宙再电离的分析，利用CMB和这些天体物理测量的直接组合，并可能打破描述再电离物理参数的简并。这是我们第一次通过假设光电离和复合速率是自由形式的，并通过允许基础宇宙学参数随普朗克2018年发布的CMB（温度和偏振各向异性和透镜）数据以及天体物理数据汇编而变化来重建再电离历史。我们发现低$\ell$普朗克2018 HFI偏振可能性和天体物理数据在确定综合光学深度方面非常一致。通过结合这两个数据，我们报告了一个最小的重建$τ=0.051^{+0.001+0.002}_{-0.0012-0.002}$在68\%和95\% CL，这是在目前的天体物理测量中引用的文献中的错误，是近两倍优于预计的宇宙方差限制CMB测量。对于再电离、红移间隔在10%和完全电离之间的时间段，我们得到了68%和95% CL的$2.9^{+0.12+0.29}_{-0.16-0.26}$，这比用Planck 2015数据得到的相应结果有明显的改进。通过对组合结果进行贝叶斯分析，我们没有发现单调再电离历史之外的证据，因此与最小替代方案相比，多阶段再电离方案是不受欢迎的。
2020-03-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Redshift Duality with Pantheon+SH0ES in a Planck-anchored Flat $Λ$CDM Framework: Implications for Hubble Tension and Observational Inference
Sejong University（世宗大学）
本文提出一种操作定义的红移对偶性，将观测红移分解为标准度规膨胀分量和由光子能量沿路径长度和频率累积转化为有效质量产生的附加视线量子贡献，通过拟合Pantheon+SH0ES数据，发现混合模型恢复的哈勃常数与普朗克基线一致，并缓解了高红移星系异常。
2026-06-01 astro-ph.CO
Constraints on non-flat cosmologies with massive neutrinos after Planck 2015
我们研究了两个暗能量宇宙学模型（即，$Λ$ CDM和$ϕ$ CDM模型），其中大质量中微子在空间平坦和非平坦的情况下假设两种不同的中微子质量等级，其中在$ϕ$ CDM模型中，标量场具有逆幂律势$V(ϕ)\propto ϕ^{-α}$（$α>0$）。利用Planck 2015的宇宙微波背景数据、6dFGS、SDSS-MGS、BOSS-LOWZ和BOSS CMASS-DR 11的重子声学振荡数据、JLA汇编的Ia型超新星视星等观测数据以及哈勃空间望远镜$H_0$先验数据，对模型参数进行了约束。我们首先确定约束假设三种简并的大质量中微子。在空间平坦（非平坦）的$Λ$ CDM模型中，中微子质量之和在95%置信水平（CL）下被限定为$Σm_ν < 0.165 (0.299)$ eV。相应地，在平坦（非平坦）$ϕ$ CDM模型中，我们发现$Σm_ν < 0.164 (0.301)$ eV在95% CL处。包含空间曲率作为自由参数导致$Σm_ν$和其他参数的置信区域显著加宽。在中微子总质量由最重中微子质量本征态支配的情况下，我们可以得到与简并中微子质量情况下类似的结论。另外，研究结果还表明，在空间平坦的情况下，基于两种不同中微子质量等级的$Σm_ν$的上界对于$Λ$ CDM和$ϕ$ CDM模型都没有显著的差异，而在非平坦的情况下，相应的差异更大.
2016-07-19 astro-ph.CO
Impact of dark matter models on the EoR 21-cm signal bispectrum
暗物质的性质决定了第一个坍缩晕形成的时间轴，从而影响了再电离的来源。在这里，我们考虑两种不同的暗物质模型：冷暗物质（CDM）和热暖暗物质（WDM），并研究它们如何影响再电离时代（EoR）及其21厘米观测。使用一套模拟，我们发现，在WDM的情况下，在小尺度上的结构形成得到抑制，导致在一个较小的数量的低质量的暗物质晕相比，CDM的情况。假设源产生电离光子的效率保持不变，这会导致在任何给定的宇宙时间产生的总电离光子数量减少，从而延迟再电离过程。我们还发现视觉差异的中性氢（HI）的拓扑结构和21厘米的地图相比，CDM的WDM的情况下。然而，在21厘米功率谱的差异，在相同的中性分数，被发现是小的。因此，我们专注于EoR 21-cm信号中的非高斯性，通过其双谱进行量化。我们发现，21厘米双谱（驱动的HI拓扑结构）是显着不同的WDM模型相比，CDM，即使是相同的质量平均中性馏分。这表明21厘米双谱是区分不同暗物质模型的一种独特而有前途的方法，并可用于在未来的EoR观测中约束暗物质的性质。
2020-06-13 astro-ph.CO
The asymmetry of dawn: evidence for asymmetric reionization histories from a joint analysis of cosmic microwave background and astrophysical data
本研究联合CMB与天体物理数据，提出含不对称性的氢电离历史扩展模型，发现再电离历史对称假设在4σ水平不被支持，结果将由JWST等更精确数据进一步检验。
2024-05-15 astro-ph.CO
CMB low multipole alignments in the $\mathbfΛ$CDM and Dipolar models
偶极模型\cite{Gordon:2005ai}由于可以从唯象上解释WMAP和Planck数据中发现的CMB半球功率不对称性而引起了人们的极大兴趣。由于这样一个模型在大的角度尺度上明确地打破了各向同性，因此很自然地想知道它是否也可以解释其他的CMB方向异常。通过对低$\ell$配向的研究，并假设$Λ$ CDM，我们证实了四极/八极和偶极/四极/八极配向是异常的，其显著性可达$99.9\%$ C.L.，WMAP和Planck的数据。此外，我们第一次表明，这样的功能也是异常的偶极模型，大致在同一水平的$Λ$ CDM。我们的结论是，偶极模型并没有提供一个更好的拟合数据比$Λ$ CDM。
2015-03-05 astro-ph.CO
Measuring the reionization optical depth without large-scale CMB polarization
本研究探索无需依赖大尺度宇宙微波背景极化测量再电离光深$τ$的方法，结合多组观测数据得到接近大尺度极化约束精度的结果，为验证该参数现有约束、缓解普朗克大尺度数据异常提供新途径。
2024-05-14 astro-ph.CO
Planck 2015 constraints on the non-flat $ϕ$CDM inflation model
我们使用普朗克2015年宇宙微波背景（CMB）各向异性数据和重子声学振荡距离测量值对非平坦$ϕ$ CDM暴胀模型进行了马尔可夫链蒙特卡罗分析。$ϕ$ CDM模型是一个一致的动力学暗能量模型，其中当前加速的宇宙膨胀由标量场$ϕ$提供动力，该标量场缓慢地滚下逆幂律势能量密度。我们还使用物理上一致的功率谱的能量密度不均匀性，在这个非平坦的模型。我们发现，像封闭的$Λ$ CDM和封闭的XCDM模型，封闭的$ϕ$ CDM模型提供了一个更好的拟合较低的多极区的CMB温度各向异性数据相比，由倾斜的平面- $Λ$ CDM模型。此外，像其他封闭模型一样，该模型减少了普朗克和弱透镜$σ_8$约束之间的张力。然而，高多极区的CMB温度各向异性数据更好地拟合倾斜的平面- $Λ$ CDM模型比封闭的模型。
2018-08-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Parameters from pre-Planck CMB Measurements: a 2017 Update
我们目前的宇宙学约束相结合的完整的任务9年WMAP释放和小尺度的温度数据从前普朗克ACT和SPT一代仪器。这是对Calabrese等人2013年提出的分析的更新，并强调了0.06 eV质量中微子对$Λ$ CDM宇宙学的影响-这在普朗克分析中假设，但在ACT/SPT分析中没有-以及普朗克清洁的再电离光学深度测量。我们表明，宇宙学的约束，现在足够强大，小的差异，在假设的再电离和中微子质量给出系统的差异，这是清楚地检测到的数据。我们建议在比较WMAP、ACT和SPT的宇宙学约束与其他调查或当前和未来的全任务普朗克宇宙学时使用这些更新的结果。宇宙学参数链在NASA的LAMBDA数据档案中公开提供。
2017-02-10 astro-ph.CO
Using SPTpol, Planck 2015, and non-CMB data to constrain tilted spatially-flat and untilted non-flat $Λ$CDM, XCDM, and $ϕ$CDM dark energy inflation cosmologies
我们使用六个倾斜的空间平坦和非倾斜的非平坦暗能量宇宙学模型分析南极望远镜偏振（SPTpol）宇宙微波背景（CMB）数据，单独和结合普朗克2015 CMB数据和非CMB数据，即万神殿Ia型超新星的视星等，收集的重子声学振荡数据点，哈勃参数测量和增长率。虽然最适合普朗克CMB和非CMB数据的宇宙学模型不能提供与SPTpol数据的良好拟合，但由于$χ^2$超过了预期值，考虑到不确定性，在每个模型中，SPTpol数据和普朗克CMB和非CMB数据的宇宙学参数约束在很大程度上是相互一致的。当较小的角标度SPTpol数据单独与普朗克数据或与普朗克CMB和非CMB数据联合使用来约束非倾斜的非平坦模型时，空间闭合模型仍然优于其相应的平坦极限。当与普朗克数据结合使用时，非CMB数据（特别是来自六个实验的重子声学振荡测量）比SPTpol数据具有更大的约束力。
2020-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reionization after Planck: The Derived Growth of the Cosmic Ionizing Emissivity now matches the Growth of the Galaxy UV Luminosity Density
普朗克的汤姆逊光学深度τ测量为宇宙的再电离提供了新的见解。为了追求对电离源性质的模型独立约束，我们确定了宇宙电离发射率的经验演化。我们利用一个简单的双参数模型，根据新的普朗克光学深度τ的测量结果、类星体吸收谱的约束条件和z~7-8星系中Ly-alpha发射的普遍性，绘制了z> 6时发射率的演化图。我们发现观测所要求的发射率点{N}_{ion}（z）的红移演化为d（log Nion）/dz=-0.15（-0.11）（+0.08），这在很大程度上与假定的聚团因子C_{HII}无关，并且完全与电离源的性质无关。点{N}_{ion}（z）的变化趋势与星系紫外光密度（dlog_{10} rho_UV/dz=-0.11+/-0.04）的变化趋势很好地匹配，达到了>~-13等的星等极限，这表明星系是驱动宇宙再电离的源。星系的作用被进一步加强的转换从UV光度密度rho_UV到dot（N）_{ion}（z）是可能的逃逸分数f_{esc}，莱曼连续体光子产生效率xi_{ion}和暗端截止$M_{lim}$的光度函数的物理上合理的值。类星体/活动星系核似乎既不符合红移演化，也不符合电离发射率的归一化。基于电离发射率的推断演化，我们估计z~10的紫外光度密度比$z~6低8（-4）（+15）倍，与观测结果一致。目前的方法对比推断的电离发射率的演变与星系紫外线光度密度增加了越来越多的观测证据，微弱的，恒星形成…
2015-09-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Unveiling acoustic physics of the CMB using nonparametric estimation of the temperature angular power spectrum for Planck
角功率谱估计是宇宙微波背景（CMB）数据分析的重要步骤之一。在这里，我们提出了普朗克2013年CMB数据的温度角功率谱的非参数估计。在这项工作中实现的方法是模型独立的，并允许数据，而不是模型，来决定适合。由于我们分析的主要目标之一是测试$Λ$ CDM模型与普朗克2013年数据的一致性，因此我们使用与最佳拟合$Λ$ CDM角功率谱相关的干扰参数来消除多极$\ell \geq50$数据的前景贡献。因此，我们得到一个组合的角功率谱数据集连同完整的协方差矩阵，适当加权频率通道。我们随后的非参数分析解决了温度角功率谱中的六个峰（和五个谷）直到$\ell \sim1850$。我们在$95\%$置信水平下给出了峰/谷位置和高度的不确定性。我们进一步展示了这些如何反映声峰的谐波，并可用于声学尺度估计。基于这种非参数形式主义，我们发现最佳拟合的$Λ$ CDM模型与非参数置信集中心的置信距离为$36\%$--这远大于先前从WMAP 7年数据的类似分析中得出的置信距离（$9\%$）。我们分析的另一个有趣的结果是，在低多极，普朗克数据并没有表明任何上升，相反的期望基于集成的萨克斯-沃尔夫贡献的最佳拟合$Λ$ CDM宇宙学。
2014-12-11 astro-ph.CO
The T-E correlation coefficient of Planck legacy data
使用宇宙微波背景（CMB）功率谱测试与$Λ$ CDM模型的偏差需要对仪器系统学有一个原始的理解。本文讨论了一种新的可观测${\cal R}^{TE}_{\ell}$的性质，即温度与E模的相关系数。我们发现，这是观察到的是不受系统学引入乘法偏差，如校准误差，偏振效率，光束和传递函数测量。我们讨论的依赖性，这可观察到的宇宙模型，并推导出其统计特性。然后，我们计算普朗克遗留数据的T-E相关系数，并将其与普朗克最佳拟合$Λ$ CDM和前景模型的预期进行比较。
2019-09-09 astro-ph.CO
Quadrant asymmetry in the angular distribution of the Cosmic Microwave Background in the Planck satellite data
威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）测量的宇宙微波背景（CMB）角分布中发现的一些特殊特征值得进一步研究。在这些独特的特征中，象限不对称性可能与南北不对称性有关。在本文中，我们的目标是扩展的象限不对称性的分析，在$Λ$ CDM框架的普朗克前景清洁地图，使用普朗克小组提供的掩模。我们计算两点关联函数（TPCF）从普朗克CMB天空图的每个象限，并比较结果与1000蒙特卡罗（MC）模拟假设$Λ$ CDM最佳拟合功率谱。我们检测到的存在下，在东南象限（SEQ）和东北象限（NEQ）在普朗克数据的电力显着不足的权力过剩。SEQ和其他三个象限（西南象限（SWQ），西北象限（NWQ）和NEQ）之间的不对称性在95%的置信水平下与各向同性天空不一致。此外，通过相对于z方向旋转普朗克温度天空图，我们显示了SEQ的TPCF具有最大功率的旋转角度。我们的普朗克前景清洁地图的分析表明，有一个多余的权力在TPCF的SEQ和显着缺乏的权力在NEQ相比，模拟。当考虑到$Λ$ CDM框架时，这种不对称是反常的。
2014-08-05 astro-ph.CO
