观察异常微波发射的两极分化:一个回顾

文摘

两极分化的观察状态异常的微波发射(AME),对于个别紧凑银河地区以及大规模的星系发射。有六个银河地区与现有分化相关范围的约束10-40 GHz:四个尘埃云(珀尔修斯,ρ蛇夫座,LDN1622和昴宿星团)和两个HII区域(LPH96和螺旋星云)。这些约束进行了较为详细的试验研究,并辅以推导上限的两极分化AME WMAP发布的那些对象没有限制。大规模排放的情况下,两个最近的作品,基于WMAP数据,进行了综述。目前,最好的限制部分AME的两极分化,在峰值附近的发射频率(即。20 - 30兆赫)的程度%(95.4%置信水平)。最后,我们比较这些约束与一些理论AME的预测模型并讨论两极分化AME未来可能造成的影响原始表实验。

1。介绍

异常微波发射(以下AME)是一个过度dust-correlated微波(60 GHz)发射的1,2)无法解释的标准在这个频率范围内连续发射的物理机制:同步加速器,免费和/或热粉尘排放。这AME已经被多个测量宇宙微波背景(CMB)两大尺度实验(例如,COBE [1];OVRO [2];萨斯卡通(3];19个GHz (4];Python V (5];特纳利夫岛(6,7];GBT [8- - - - - -10];COSMOSOMAS [11];威尔金森微波各向异性探测器(12- - - - - -17];普朗克(18,19])以及指出观察特定的银尘云(例如,COSMOSOMAS [20.,21];CBI [22- - - - - -24];AMI (25- - - - - -27];问题(28,29日];ratan - 600 (30.];8 GHz (31日康克林数据);普朗克(18])。此外,最近的研究也表明AME附近的星系(32,33]。AME的状态的综合评估测量强度可以找到在这个特殊的问题。

在各种物理机制提出解释AME,电偶极子辐射(34从非常小(小于)原子)快速旋转()尘埃颗粒在星际介质(所谓的“旋转的尘埃”)似乎是最青睐的机制(18,20.,22,35,36]。然而,在文献中还有其他可能的解释。例如,磁偶极子辐射(37从振动颗粒一直还讨论了“磁尘埃”。一个详细的理论描述这些模型可以找到其他地方的34,37- - - - - -42]。回顾在这个问题上也包含在这个特殊的问题。

测量的偏振AME可能构成关键工具来区分这些模型。分化程度的旋转粉尘排放预测是非常小的(38),达到最大(6 - 7%)约2 - 3 GHz,迅速将向高频(例如,约3%分化10 GHz,不到0.5%以上30兆赫)。磁性粉尘预计,在一般情况下,两极分化在更高的水平,更重要的是,预测频率行为是不同的37]。最近,详细预测预期的磁偶极子辐射的两极分化,对自由飞行磁性纳米颗粒和硅酸nonspherical主机与随机定向磁夹杂物,已报告(42]。他们表明,线性极化的程度很大程度上取决于程度的一致性和尘埃颗粒之间的磁场,在零分化为随机排列。此外,与磁性杂质的情况下,两极分化水平30 GHz可以大于5%,而在10 - 20 GHz范围所有模型都分化度低于1%(取决于磁夹杂物)。相关预测是两极分化的方向可以扭转在第二磁夹杂物一样,它可以作为一种观察示踪剂来区分这两个模型。

在本文中,我们目前的观测现状的概述AME的两极分化的测量。尽管几乎没有文献中的信息在这个问题上,主要是因为AME的分化程度是非常小的,因此难以衡量,这是一个迅速增长的活动领域。除了理解物理过程的重要性,星际介质的排放负责,所有对立的描述天体物理学在微波范围是非常相关的未来前景CMB实验旨在检测表原始信号(43,44]。

论文的结构如下。部分2提出了一些实用的两极分化的测量问题。AME两极分化的现状约束提出了以下两个部分。节3测量银河,我们检查6个地区(或上限)在60 GHz频率设置范围:珀尔修斯,LPH96,螺旋星云,ρ蛇夫座,LDN1622和昴宿星团。节4,我们将讨论当前限制扩散的分化(大规模)银河AME发射。出于完整性的考虑,我们在部分获得5。2AME的新约束分化两个上述区域(LDN1622和LPH96) WMAP的约束并不可用。最后,结论和对未来提出了b型实验部分6。

2。两极分化的测量

在这里,我们回顾一些特定的偏振测量方法和约定。首先,我们将报告只有线性极化测量,作为物理机制被认为是在这个频率范围内不产生圆极化()。

线性极化可以描述的两个斯托克斯参数(45),和。而强度()是一个标量,和不是:取决于选择的参考系。除非另有说明,本文中引用的值被称为银河坐标,和HEALPix两极分化公约(46(如使用)。,为a given point on sky,y设在指向东方,x设在点南)。在一定测量,如果给出了另一个参考系统由一个角度旋转关于上次的斯托克斯参数可以获得我们的新框架

通量提取方法用于AME地区类似用于强度测量在招商银行的研究中,但现在直接应用和地图。使用最广泛的方法,限制在紧凑的区域分化孔径测光(例如,(47- - - - - -49),但原则上,其他方法可以应用(审查,看50])。例如,拟合方法基于不同空间配置文件通常用于提取强度AME地区:通过拟合梁剖面为点状对象(例如,51- - - - - -53]),或更复杂的形状(椭圆体,多个高斯函数等)扩展对象(例如,20.,28])。其他技术,如匹配过滤器(54- - - - - -56),小波(57- - - - - -59),或者最近提议过滤融合技术60),用于检测和测量的两极分化在招商银行地图和点状对象原则上可以应用于解决AME地区。

在这篇文章中,我们定义了极化强度 和部分分化(每分单位)

当把信心限制极化测量,有一个相关的具体问题(和)估计,由于后验分布的分化水平(角)不服从正态(高斯)分布。这个问题尤其相关的AME测量,因为大多数当前约束上限或边缘检测与S / N比率很低,如果没有恰当地考虑,两极分化分数估计可能有偏见。

两极分化的后验分布的水平描述了在其他地方(61年,62年]。在这里我们遵循63年,首先,我们引入所谓的米饭(或Rician)分布两极分化,使测量的两极分化分数的概率范围, 在哪里代表真正的(潜在)分化价值我们正在观察的对象;零阶贝塞尔函数修改;代表的不确定性(或)测量(例如,)。请注意,这个表达式推导假设底层可见(和遵循一个高斯分布。的这Rician分布是由th的时刻 在哪里代表γ函数,第一类是合流超几何函数(64年]。例如,平均(或第一时刻)Rician分布,因此给出的

注意,这个方程的渐近值限制大,在这个意义上为。然而,对于低信噪比,这个分布的均值不配合。

一旦我们Rician分布,测量一个两极分化的情况下,后验分布,根据贝叶斯定理, 统一之前的情况。这个函数是绘制在图1数的测量值分化()。直接集成(7)可用于提供一个估计的真正的两极分化,,以及定义置信区间。例如,如果我们定义累积量分布作为 在一定观测分化价值,然后95%置信上限通过求解隐式方程推导出吗。

出于实用目的,最大可能性的解决方案可以近似,在低和高的两个极限S / N比率,由这些简单的表达式:

我们注意到,在实践中,这个后验分布也可以评估使用蒙特卡罗数值模拟基于噪声测量的属性(例如,48,49])。这蒙特卡罗程序允许我们不仅包括更复杂的噪声特性,而且强度测量的不确定性,推导的估计。报告的上限5使用蒙特卡罗方法。

3所示。在银河地区分化的AME

列表的紧凑银河地区显示AME的证据,我们已经确定了在文献中只有六个发表分化约束:四个尘埃云和两个HII区域。为了提供约束和和完整性,我们还简要地概括这些区域的强度测量的状态。在这一节中描述的所有值包括在表中1和图2。

3.1。尘云

3.1.1。g159.6 - 18.5(珀尔修斯)

珀尔修斯分子复杂的是一个巨大的分子云位于260 pc (68年]。g159.6 - 18.5粉尘特性是我们感兴趣的区域,不断扩大HII泡沫已经出现从云的外缘69年,70年]。

第一次检测的AME g159.6——18.5了20.)和使用COSMOSOMAS实验(11,71年10 - 18](GHz)和威尔金森微波各向异性探测器(23 - 94 GHz)数据。光谱能量分布(以下SED)显示一个明确的排放过量(例如,客户至上,司法院11和16个GHz,职责),由一个旋转的尘埃好拟合模型的频率范围60 GHz (34]。这个地区的AME的详细审查也提出了特殊的问题。

使用11个GHz COSMOSOMAS数据,[65年]报道的边缘检测分化排放在这个区域,原则上可以归因于AME。面值,两极分化报道分数(%在95%置信水平)支持电偶极子辐射34]在偶极子磁场发射37),观察到的两极分化的物理机制。然而,仔细研究以较低的频率进行确认旋转的尘埃的假设。最近,使用新的望远镜的数据由2.7 GHz(11厘米),(72年)建议g159.6 - 18.5作为法拉第屏幕(FR),旋转偏振角的背景发射,这可能大大加剧COSMOSOMAS测量11 GHz。

后,(48]研究了偏振特性的AME g159.6 - 18.5使用WMAP-7数据,将限制该地区AME的两极分化分数,在一个角分辨率,使用一个圆形光圈孔径测光方法与半径。所有测量的五WMAP频带被发现是兼容零两极分化,因此,只有上限和据报道。在23个GHz,他们报道客户至上,%,在33个GHz,约束是享有0.86和1.79%。注意,在这些频率,可能FR屏幕在该地区的贡献可以忽略不计。再一次,这些结果符合预期的分化水平电偶极子辐射(38]。

最近,(49)修订了珀尔修斯地区分化限制使用WMAP-7数据,使用光圈测光但WMAP的更详细的治疗仪器噪声特性。他们的约束,正确纠正偏见,水稻客户至上,% 23 33 GHz 0.30 GHz和司法院和1.9%(95%置信水平)。这些值在[所得结果完全符合48]。

3.1.2。ρ蛇夫座

的ρ蛇夫座分子云(例如,73年- - - - - -75年)在古尔德带地区,距离电脑(76年]。的详细研究厘米波连续辐射提出了在这一地区(24),报道过多的排放超过预期的免费排放水平在31个GHz,空间相关ρ蛇夫座西方明亮的特性,从而证明AME的存在。使用普朗克数据(18),一个高精度SED派生。SED的最佳拟合模型需要一个旋转的尘埃贡献有两个组件:一个高密度()分子气体和低密度()原子气体。

获得了31个GHz的极化强度图ρ蛇夫座CBI干涉仪,合成束弧分²(24]。在这张地图上没有发现明显的两极分化,所以一个上限的% (2 -)是中部地区峰值和派生而来% (2 -外部分)。集成的通量密度,设置一个上限的1%。

最近,(49)也提供了限制分化分数在这个地区,基于WMAP-7数据,鳞片。noise-bias校正后,上限客户至上,% 23 GHz;客户至上,33个GHz(95%置信水平)。

3.1.3。LDN1622

位于距离电脑(77年],林德1622(以下LDN1622)是一个乌云,猎户座的前景在于B在东部猎户座分子云复杂(78年]。它延伸到1 pc根据其远红外发射。LDN1622旁边,我们可以找到一个漫射HII区域命名为巴纳德环。

使用绿色银行望远镜(GBT), (8]报道的第一检测AME在这个地区,后来证实了(22),用观察CBI 31 GHz, Parkes-MIT-NRAO调查在4.85 GHz, WMAP数据(23 - 94 GHz)和ira。英国工业联合会测量收益率(loss-corrected)通量密度客户至上,这基本上是由AME的贡献。

唯一的上限两极分化AME LDN1622可以发现在文献中报道(10]。GBT光谱仪在9.65 GHz被用来获取观测四个斯托克斯参数,产生μK和μK的角分辨率。这些值被翻译成两极分化上限制使用最大似然方法类似于一节中描述2,结果μK和μK的分别为95%和99.7%的置信水平。分数在9.65 GHz分化上的约束%(95%置信水平)。

3.1.4。昴宿星团反射星云

昴宿星反射星云位于金牛座复杂的距离电脑(79年]。这是一个著名的地区,星际介质的物理性质的详细信息可以找到其他地方(见例如,[21),和引用)。

的第一个证据AME昴宿星反射星云是获得使用WMAP-7和COSMOSOMAS数据(21]。23个GHz,通量密度(司法院),集成在一个半径,主要对应于AME强度。两极分化通量在这个频率,还导出使用孔径测光,客户至上,客户至上。当这些值结合强度测量和考虑到noise-bias修正部分中描述2,一个上限的两极分化分数%是23 GHz。

3.2。HII区域

在无线电/微波频率(GHz), HII区域由免费(热轫致辐射)发射从电离等离子体电子温度K。免费的光谱辐射很好理解(80年,81年),它是unpolarised。然而,贡献的AME的SED这些对象原则上可以预期,由于离子与颗粒碰撞预测最大的贡献者之一在维护生产所需的大型旋转速度旋转的粉尘排放(34]。我们现在回顾相关的偏振测量两个HII区域显示AME的证据:LPH96和螺旋星云。

3.2.1之上。LPH96

LPH96扩散HII区域(82年),观察43-m绿色银行望远镜5至10 GHz (8)建议增加频谱兼容AME。然而,后来CBI观察31 GHz (23)显示,没有证据表明重大AME。事实上,CBI乐队中的光谱指数,CBI和由数据之间在1.4和2.7 GHz,被发现是符合光学薄的免费排放,从而设定一个上限(在31个GHz) AME的强度。AME的一致的结果,没有证据,得到使用非常小的数组干涉仪[28]。

在两极分化,23斯托克斯的]报道CBI的观察和参数,合成光束的(应用)。两极分化的发射被发现可以忽略不计,因此设置上限的总分数两极分化。根据AME的实际强度,这种限制可以翻译成一个上限部分AME的两极分化。例如,[23)认为,如果总强度的14%排放31 GHz确实异常,那么这个组件的两极分化%(在级别)。

3.2.2。和其他PNe螺旋星云

螺旋星云(NGC7293)是一种进化的行星状星云(PN),躺在远处的电脑(83年]。其角大小,其发射延伸电脑(84年]。

一个详细的对该地区进行了多频分析(85年]。派生的对话显示了dust-correlated 31 GHz免费排放过量,无法解释的一个同步组件,与光学厚结,超冷谷物。然而,最有趣的一个方面的检测是非常小的颗粒,认为没有生存进化行星状星云(PNe),尚未在NGC7293发现。因此,AME的存在无法解释的电偶极子辐射旋转的尘埃颗粒,因此,对于这个特殊的情况下,磁偶极子辐射铁磁颗粒是青睐85年]。由于这种特殊性,(66年在螺旋)扩展了以前的工作,通过考虑一个更扩展37 PNe样本。使用CBI测量,他们表明,31个GHz通量密度PNe样本系统性地高于光学薄免费的水平连续推断从250 GHz。31个GHz过剩中观察到所有18 PNe可靠31和250 GHz数据和9个PNe具有重要意义。

偏振测量31 GHz得到四个物体的完整示例:螺旋,NGC7009 NGC1360, NGC246。没有明显的两极分化中检测出这些四PNe,被所有的斯托克斯和完全符合噪声地图。两极分化总分数的99%上限,纠正后噪音节中描述的偏见28.5%,8.5%,17%,2.4%,NGC7009, NGC1360, NGC246和NGC7293分别。

螺旋的情况下,由于免费辐射不是两极分化,限制总分化可以被转换成一个上限的AME分化分数。36 - 80%免费排放31 GHz,这转化为AME的也在99%的置信水平。更保守的数字在2-sigmas(8%)也包括在表中1。

4所示。两极分化的分散银河AME

由于low-polarisation程度的AME测量银河地区,大部分的组件分离方法试图从招商银行独立的两极分化的AME地图通常假定unpolarised该组件。因为这个原因,只有少数限制文学的分化(大规模)扩散银河AME排放。这里我们回顾两篇论文,都基于WMAP数据。

首先,(67年]WMAP 3年数据限制使用部分AME的两极分化。通过假设的空间分布和偏振角可以追溯到AME尘埃模板和采用一个旋转的尘埃模型(34)发射的频率依赖性,他们安装的极化数据寻找一个AME的贡献。他们的结论是,旋转的尘埃贡献小于1%的观察分化信号方差在任何WMAP乐队(23 - 94 GHz)。

最近,(16)使用一种不同的方法,基于WMAP 5年分化之间的互相关分析地图和几个强度模板映射跟踪银河同步加速器,灰尘,和免费排放。他们派生分化所有这三个组件的一部分天空区域(对应HEALPixpixelisation与)。在dust-correlated发射强度,发现是占主导地位的信号在整个天空在23 - 94 GHz范围,显然是异常排放检测到23岁,33个GHz。在这两个频率,发现AME在低纬度占主导地位的前景()。的平均分数分化dust-correlated AME 23 GHz每分,或者说,%在95%置信水平。这两个结果已经被包括在表中1和图2。

5。新的约束

在前面的部分中,我们提出了一个编译最新的极化测量的AME在个别地区,以及扩散星系发射,这是列于表1。现在,我们使用WMAP 7年数据的光谱范围扩大这些约束在这些地区,我们还没有找到威尔金森微波各向异性探测器测量的文献。LDN1622,10派生一个上限是9.65 GHz使用GBT望远镜的数据,而31 GHz LPH96测量是通过(23从英国工业联合会干涉仪)使用数据。在昴宿星反射星云,(21只用了23个GHz)提出一个上限WMAP通道。在这里,我们补充使用威尔金森微波各向异性探测器的偏振测量这三个地区的地图。我们注意到螺旋星云不包括在我们的研究中,由于低通量密度和小角这个对象的程度,使这个地区的AME发射探测不到WMAP地图。

5.1。数据和方法

我们使用WMAP 7数据产品(86年),这是公开的λ网页(http://lambda.gsfc.nasa.gov/)HEALPixpixelisation方案。地图提供的每个5 WMAP频带(K, Ka, Q, V, W),集中为22.8,33.0,40.7,60.8,和93.5 GHz。这些乐队的原始角分辨率,分别,,,,虽然,为了一致性,我们将与退化映射到一个通用的解决方案。

数据3,4,5显示的地图,,斯托克斯参数在LDN1622 LPH96,分别和昴宿星反射星云。没有明确的分化排放是可见的在这些地图。因此,我们使用一个孔径测光集成获得上限两极分化的分数。在[解释48),这是一个高效的技术计算通量,或上限,地区的低信号噪声,同时允许可靠的基础背景减法的信号。它包括一个集成的所有像素在一个给定的温度光圈,后减去均值背景值计算的平均温度的像素包含在外部环。中心坐标,内孔的半径和一起使用的背景环在每种情况下,如表所示2。通量估算是由 在哪里和分别是像素的数量在圆形孔径和背景环,然后呢和代表像素热力学温度的孔径和外部环(在这里既“温度”我们指总强度,在斯托克斯或温度和两极分化,当我们计算通量)。这个函数从温度变化,给出了转换因子 在哪里和普朗克和玻耳兹曼常数;今天K是宇宙微波背景辐射温度(87年];代表认为立体角对应着一个HEALPix像素(他们都有相同的区域)。

相关通量估计给定误差棒(10)可以计算分析,使用pixel-to-pixel协方差, 的指标和运行在像素孔径地区和在后台运行在像素区域。在(12),是pixel-to-pixel 2点相关函数,这是评估任何一对像素隔开一个角度吗,一般来说,它包括招商银行、背景辐射和仪器噪声的贡献。

总强度的估计,误差棒的两个主要贡献是仪器噪声和背景波动,这主要源于宇宙微波背景的大型星系发射和。之后,为了占两项(49),我们估计相关通量误差棒通过标准偏差的平方和的光圈和背景: 在哪里代表了在后台pixel-to-pixel标准差;和独立的像素的数量在光圈,背景,分别。这些计算的等效梁的数量可以满足在每个孔。注意,在(13),我们不包括孔径上的标准差,这将是污染的来源的贡献。

相反,当提取和通量WMAP数据,我们已经确认背景波动和宇宙微波背景辐射的贡献不是很重要。因此,在本例中,我们遵循48我们使用(12),是相关函数完全由于仪器噪音。注意,即使在这种情况下几乎不相关的噪声,我们仍然有一个来自贡献平滑过程应用于把所有映射到一个共同的角分辨率。

为了获得分化与AME相关联的上限,我们需要估计的AME WMAP的总强度通量在每个频率,这可能被视为后的剩余流量减去其他贡献,即宇宙微波背景、免费,热尘埃排放。我们描述的免费排放,在0.408 GHz,从低频无线电调查(88年),0.820 GHz (89年),1.4 GHz (90年]。热粉尘排放是模仿使用修改后的黑体光谱,利用远红外DIRBE卫星在1249年和2998年之间的数据GHz (91年]。最后,使用黑体CMB组件安装到数据曲线。然后计算总AME强度通量,最终AME分化分数,在那里是debiased两极分化通量,计算测量极化通量,后,部分中给出的形式主义2。这些量的不确定性(和)是由传播派生SED的不确定性。

5.2。结果

5.2.1。LDN1622

应用一个面具来消除后引入的污染邻近的巴纳德环HII区域(该区域蒙面对我们的分析有一个矩形,由以下四个顶点定义:“v1: (= 87°07;12月= 2°。9),(v2= 85°.04点;12月= 0°.79),(v3= 87°.79;12月:−1°53),和v4: (= 89°点;12月= 0°)。03),表中列出的强度通量3。在低频率(派生的通量和客户至上,在0.40和1.42 GHz,职责),应被视为上限,因为它们是在误差和地图不存在明确的排放。决定免费排放的振幅,我们用的通量密度司法院获得的(22在5 GHz)。然后执行一个共同的宇宙微波背景辐射和热尘埃组件使用94 GHz WMAP通量和DIRBE通量三个乐队,减去相对应的免费排放后每一个乐队。我们修复辐射率指数的值(22),,适合剩下的三个参数,获得K,,μ表的最后列出了AME通量3。

的和WMAP图的地图3没有显示出显著的信号向这一地区,并相应地计算通量是兼容错误酒吧。因此,我们推导出2σ上限的部分分化表所示4。这些限制,以及限制GHz由9点(10),排除所有的模型(37]基于磁偶极子辐射单极尘埃颗粒(磁场是对齐的平行或垂直于最大颗粒的惯性矩),所有这些预测高分化分数。然而,低分化可能出现当谷物被安排在不同的磁域。

5.2.2。LPH96

WMAP地图在漫射HII区域LPH96如图4。一个圆形的半径的面具已应用于去除污染点源位于位置R.A. (J2000)和12月= 2 9°。重要的排放是可见的低频地图(和司法院在0.408和1.42 GHz,职责);所以我们使用这些值来限制免费分量的振幅。我们执行联合招商银行和热尘埃以同样的方式应用于LDN1622。在这种情况下,我们修复和K (9),适合剩下的两个参数,获得μK和。

剩余AME通量33 GHz客户至上,代表总数的50%(测量)通量。这个值支持的结果8),第一次声称AME在这个区域的检测,但显然与[23),获得总数的14%的AME通量测量通量在31个GHz CBI干涉仪,并声称找到AME朝着这一来源的证据。一个可能的解释不一致的事实(23]他们的分析集中在一个紧凑的结构()在该地区,而在目前的分析,我们得到的通量密度积分面积,因此也考虑到可能延长排放将解决英国工商业联合会干涉仪(见[23]详情)。

不明显的信号和地图的位置LPH96,事实上兼容仪器噪声测量通量。因此,我们推导出2σ上限的部分分化表所示4。结果33 GHz大约四倍比计算的限制(23在31个GHz)。

5.2.3。昴宿星团

强度和偏振WMAP地图位置的昴宿星反射星云图所示5。我们遵循相同的过程如21),现在,唯一的区别是我们计算强度变化中的错误使用(13)。这几乎改变了宇宙微波背景辐射和热尘埃符合的结果。相对应的通量总强度和偏振如表所示3。23 GHz的AME残余通量的意义(2.2σ)低于获得在21),由于不同的方法计算误差。两极分化的上限比例见表4更严格的比其他两个来源,由于AME强度低。

6。讨论

AME的两极分化的观察性研究提供了一个有价值的工具了解物理机制(s)负责AME和解决在文献中提出的不同的模型之一。

从观察的角度,探索的光谱和空间属性AME的两极分化是一个挑战,因为预期低分化分数。尽管如此困难,在过去的几年里已经有持续观测工作,现在目前的上限(见下表1AME的两极分化分数的水平%,为扩展发射和个别地区。只有一个检测声称迄今为止,珀尔修斯分子复杂(65年),但是为了确认负责发射的物理机制,还需要其他检测在不同波长。

然而,即使我们只有上限,我们仍然可以大大限制的一些模型在文献中,尤其是预测部分偏振度高。为了说明这个问题,数字6和7比较、23个GHz和33个GHz,所有表中列出的上限1,与一些分化的预测模型,相应的电偶极子(ED)和磁偶极子(MD)排放。ED的案例中,我们展示了两极分化冷中性介质旋转的尘埃提出的模型(34]。注意,这个模型的假定下推导出饱和的影响可以忽略不计,这条曲线对应于最大允许的值顺机制。水平的和分别预计23 GHz和33个GHz。

两极分化的MD发射我们考虑两种情况:(1)与单磁畴谷物;(2)与磁夹杂物颗粒。第一种情况下,37]模型完全一致的颗粒组成的单磁畴由虚线,虚线为两个不同的晶粒形状轴向比率1:2:2和1:1.25:1.5,分别。注意,频率的行为很大程度上取决于颗粒的形状和成分。最近,(42]表明,线性极化的程度可以低得多当颗粒部分一致,减少到零分化为随机排列。因此,这些曲线应该再为这种机制被认为是最大的值。在完美的排列情况下,模型预测分化分数10至20%,23 GHz(见图6和7)。

在第二种情况下,面向随机磁包体模型(42]预测20 GHz水平低于5%(取决于磁夹杂物)。与此同时,在33个GHz之间达到的水平%,%。

低水平的两极分化的AME发射使我们排除一些基于MD排放模型,特别是那些磁域的方向对齐平行或垂直于最大的惯量主轴。然而,这并不排除磁偶极子辐射的物理过程负责观察分化(42]。特别是,有特定区域,随着螺旋星云,在最合理的排放机制应该是医学博士,小颗粒没有被发现在这个PN进化而来。

6.1。影响未来的b型实验

CMB两极分化,特别是表观察预计将是主要的信息来源的物理宇宙早期,可能提供一个明确的证明原始引力波的存在(92年- - - - - -94年),从而打开一个独特的窗口进行的详细研究通货膨胀的时代。

因此,招商银行表观测宇宙学中一个非常活跃的研究领域,与多个观测站设计、构建和部署(43,44,95年- - - - - -99年]。

的一个主要挑战在执行这样一个程序是理解(正确的)《天体物理学前景具有很高的准确性,因为他们可能最终CMB b型的开发潜能的限制99年,One hundred.]。

在这里,我们提供了一些简单的估计,基于上限审核表1在大规模的两极分化的贡献AME的检测能力表。明确,我们将专注于30 GHz的情况下,这将是一个宇宙频率的QUIJOTE-CMB实验(95年]。

首先,我们先parameterising两极分化AME的贡献角度功率谱 在哪里AME的平均分数是两极分化。常数表示信号的角的依赖。在这里,我们假设,在一阶,AME应该遵循相同的依赖热尘埃,我们使用(见,例如,13,101年])。最后,正常化的因素可以很容易地得到实施,rms(强度)的贡献应该符合的结果(16]。特别是,我们在这里使用的均方根振幅尘埃的贡献在这个频率,其来源于全天分析使用KQ85面具(101年]。保守,这个均方根值μK是假定为完全由于AME。

图8呈现两极分化的素描功率谱的AME 33 GHz,相比与招商银行E - b型角度功率谱模型tensor-to-scalar比率。说明,我们考虑这三个值部分分化,即%、0.5%和0.1%。相比之下,我们在这个图的贡献还包括功率谱的两极分化同步加速器(在这个频率(虚线)。的正常化这条曲线是基于测量的均方根两极分化同步发射衡量(16)(μK)。

在33个GHz,基于现有的约束,两极分化AME贡献较低比两极分化同步加速器发射的功率谱。然而,其排放仍大于b型功率谱在大角度范围内(和为和、职责)。因此,基于现有的观测条件的限制,一个极端分散AME组件原则上可能影响检测能力的原始表33 GHz和角尺度()。

未来的实验,比如QUIJOTE-CMB [95年),将提供非常敏感的AME分化在几个频率的测量通道在10-40 GHz范围,达到所需的检测分化水平的敏感性%,在银河地区作为本文中讨论的,几小时后积分时间(102年]。

确认

结果本文中的一些已经使用派生而来HEALPix(46)包。作者承认遗产档案的使用微波背景数据分析(λ)。支持λ是由美国宇航局太空科学办公室提供的。j·a··拉蒙-卡哈尔研究员Rubino-Martin是西班牙经济和竞争力(MINECO)。这项工作已经部分由项目下的MINECO aya2010 - 21766 c03 - 02和Consolider-Ingenio项目csd2010 - 00064 (EPI:探索物理的通货膨胀)。

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