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l . Fauvet j . f . Macias-Perez s . r . Hildebrandt F.-X。沙漠, ”扩散的特征银河排放Anticenter的星系”,天文学的发展, 卷。2013年, 文章的ID746020年, 8 页面, 2013年。 https://doi.org/10.1155/2013/746020
扩散的特征银河排放Anticenter的星系
文摘
使用Archeops和WMAP数据,我们执行一个研究anticenter银河漫emissions-thermal灰尘、同步、免费,反常的排放程度量表。高频数据是用来推断热尘埃电磁频谱和空间分布恰恰让我们减去该组件在较低的频率。热尘埃组件的减法后,混合物的标准同步加速器和免费排放不占残差在这些低频率。包括全天408 MHz Haslam数据我们发现异常发射光谱指数−2.5单位。然而,我们不能提供coclusion关于这个异常排放在这一地区的性质。为此,数据408 MHz至20 GHz覆盖相同的天空区域是必要的。
1。介绍
异常微波发射(以下AME)是一个重要的贡献者银河分散排放的范围从20到60 GHz。这是第一次观察到(1,2),然后被3免费排放从电子温度K。德雷恩和Lazarian4)认为,AME可能源于电偶极辐射由于小旋转谷物,所谓的旋转的尘埃。的模型旋转的尘埃发射(5]显示电磁光谱峰值在20 - 50 GHz能够再现观测(6- - - - - -13]。初始的尘埃旋转模型已被提炼关于尘埃颗粒的形状和旋转属性(14- - - - - -17]。AME的另一种解释是德雷恩和Lazarian[提出的18)基于磁偶极子辐射引起的热铁磁颗粒。这种模型相关的单一域预测比电偶极子的极化率大得多(19]。原始模型主要是排除了许多研究[10,20.- - - - - -23]尽管现代变异的可能仍然是利益(b .德雷恩私人通信)。
微波和红外地图之间的相关性,主要由尘埃热发射(24),观察各种实验,例如,在COBE / DMR [2,25],OVRO [3,萨斯卡通1),调查19 GHz (26),和特内里费27]。类似的信号被发现在小区域(6),在某些分子云数据来自COSMOSOMAS [8,28],AMI (AMI财团[29日,30.CBI [])10,31日],VSA [13),和普朗克32]。最近的研究基于几组数据(33发现了类似的结果。
独立,贝内特et al。34)提出另一种解释基于flat-spectrum同步加速器发射的AME有关恒星形成区域解释WMAP第一年观测的一部分。这个假说似乎在分歧的结果de Oliveira-Costa et al。7];Fernandez-Cerezo et al。35];Hildebrandt et al。36];Ysard et al。37),这表明,旋转的尘埃是最可信赖的解释多余的排放低于20 GHz。此外,戴维斯et al。38]显示重要相关性的存在微波和红外排放在恒星形成区域以外的地区。最近,教授等。39讨论了这一事实旋转的尘埃更适合商场的数据(3.8和10 GHz) flat-spectrum同步加速器。
我们建议研究银河分散排放在银河平面,尤其是关注anticenter地区。观测数据,从408兆赫到3000兆赫,用于这项研究提出了部分2。部分3详细讨论了扩散银河热粉尘排放的贡献使用高频数据。节4,我们考虑一个简单的免费和规范化同步发射模型热dust-subtracted微波数据。可能的异常排放的贡献是讨论部分5。我们在部分得出结论6。
2。微波和毫米的观察
我们描述在这一节中给出的数据用于分析。我们感兴趣的是银河漫发射,我们认为只有大型的天空在收音机的调查报道,微波,毫米,和红外领域包括408 MHz全天调查和WMAP ARCHEOPS和ira数据。
2.1。408 MHz全天的调查
在广播域中,408 MHz全天连续调查(40)的分辨率0.85度是一个很好的同步加速器发射的示踪剂。特别是,我们使用408 MHz全天地图可用在λ网站HEALPix pixelisation计划(41]。408 MHz全天调查图平滑分辨率为1度,降低了在HEALPix pixelisation计划(41]。这张地图上的不确定性是假定为10%以下Haslam et al。40),主要是由于校准错误。
2.2。威尔金森微波各向异性探测器
为了估计扩散银河排放在微波频段,我们使用温度的地图使用K, Ka, Q, V, W带地图的威尔金森微波各向异性探测器任务7年威尔金森微波各向异性探测器(42]。特别是,我们使用了coadded地图λ网站上可用,也平滑了分辨率为1度,降低了。WMAP数据计算的不确定性假设一个不相关的各向异性噪声中描述(42]。方差每像素分辨率的工作是使用单一的方差计算,达到每像素的数量。
2.3。Archeops
在毫米波段,我们使用ARCHEOPS气球实验(43)数据。ARCHEOPS观察天空四频段:143,217,353,和545 GHz,决议的11日,13日,12日和18分别弧分(44]。ARCHEOPS调查覆盖了约30%的天空主要集中在银河anti-center地区。我们使用原始ARCHEOPS地图这也平滑一个学位的决议和降级。
2.4。ira
在红外,我们使用新一代的ira数据(红外天文卫星在100年和60岁)米(3000和5000 GHz)。这个版本的ira数据称为虹膜(改进后处理的ira数据)(45),建立了一个更好的destriping能力,更好的黄道光的减法,和校准和零级与远红外线仪器兼容,COBE FIRAS。虹膜地图也缓和下来一个学位的决议和降级。
为了避免污染从招商银行在中间频段,30 - 200 GHz,我们限制我们的研究银河系的银道面排放主宰宇宙微波背景辐射。在实践中,我们选择这些地区353 GHz ARCHEOPS地图强度高于3000或更高版本。这对应于1391像素在anticenter地区。
3所示。扩散银河热粉尘排放
我们首先研究的电磁和空间属性热尘埃扩散星系发射。为了模型的强度热粉尘排放,我们使用一个简单的灰色身体的形式 在哪里的光谱指数热粉尘排放和是尘埃温度。
我们使用100年ARCHEOPS和虹膜m映射到尘埃热发射模型的特点。我们安装数据模型逐像素使用自由参数,,和下面的似然函数 在哪里和对应像素的数据和模型在面具和观测频率(= 143、217、353、545和3000 GHz)。是误差棒与。和探讨了使用一个均匀间隔的网格(定义在表吗2),而通过线性计算适合每一对()。工具性的噪音ARCHEOPS地图据估计使用模拟噪音ARCHEOPS时间订购信息后(钢铁洪流)中描述的方法Macias-Perez et al。44]。从250年每像素方差计算模拟噪声地图在分辨率和程度。在100年虹膜的误差数据m是设置为13.5% (45),因为它们是由校准错误。
在图1我们现在的地图中的尘埃温度和光谱指数考虑面具。我们对这些参数也显示统计的不确定性。正如预期的那样,,这些错误在地图的边缘显著增加。这些噪声像素将被排除在分析以后。我们也可以注意到在内部区域,统计误差明显小于观测到分散的两个参数。我们观察到尘埃温度是20.0 K和2.1 K分散,而仪器不确定性是1 K的顺序。在相同的方式,意思是尘埃的色散谱指数是1.40 0.25,和0.1的平均仪器订单的不确定性。
(一)
(b)
(c)
(d)
数据1和2比较最佳热尘埃IRAS和ARCHEOPS数据模型。从左到右,我们显示数据,模型,和残差的频率。ARCHEOPS数据,剩余工资最多10%的总强度。ira的数据,模型很好地再现100年m地图。然而,在60m,残差是很重要的,该模型不能复制结构的数据。残差可以总数的60%强度一样重要。这可以解释为热尘埃的组件作为讨论在沙漠et al。24]。该组件是本研究的范围,没有任何结果在以下研究。表1给出了rms的ARCHEOPS和ira数据以及残差的均方根减法后的尘埃模型。表的最后一列表示噪声的均值标准差在原来的地图。我们注意到,除了5000 GHz数据,残差是数量级的噪音。
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(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(我)
(j)
(k)
(左)
(m)
(n)
(o)
(p)
(问)
(右)
4所示。扩散银河和同步加速器免费排放
为了估计扩散银河两端自由排放的贡献,预计WMAP乐队很重要,我们使用extinction-corrected h - alpha前台模板(H)有请地图由Finkbeiner [6]。这张地图是计算使用的数据弗吉尼亚理工大学的谱线调查(vts)北部和数据南方的h - alpha巡天地图集(SHASSA)南部天空(图3)。校正因子应用于考虑吸尘(6]。我们开始从地图决议下调,其他地图,解决。为了获得一个模板的免费排放23 GHz使用H地图,我们遵循贝内特et al。34]。定义发射天线温度单位和测量,一个人可以写 的强度排放(瑞利单位)被定义为 因此,免费排放的强度(可RJ)是给定的强度的函数H发射(瑞利) 我们推断这个免费排放模板在每个WMAP频率假设电磁波谱的免费排放是由一个幂律形式(34), 我们设定一个标准的电子温度在8000 K值,后(46]。威尔金森微波各向异性探测器的光谱指数获得的值频率假设这些假设给出了表3。
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(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
为了模型的同步加速器贡献,我们使用了408 MHz次全天连续调查作为模板的地图。我们得出考虑频率假设权力法则式电磁波谱的天线温度修正光谱指数,我们将−2.7 (34]。
第二列的表5,我们提出减法后的残差的均方根,银河热尘埃,同步加速器和免费排放模型。这些残差意义重大:高达90%的原始排放(表的第一列)。我们发现点状和分散在这些残差结构。前者更有可能相关的不确定性建模的免费排放。相比之下,额外的扩散排放是最可能相关的异常排放。这个假设被认为是在以下部分。
5。研究异常排放
在前面的小节中,我们得出的结论是,观察到发射94 GHz范围从23到无法解释只有规范化银河漫发射的组合:热尘埃,软同步加速器,和免费排放。事实上,我们发现,在一些紧凑的地区似乎有额外的免费排放的预测模板。此外,分散排放是低估了一般表明额外的组件或软同步组件。为了调查这两个问题,我们认为是一个免费和异常排放组成的双组分模型除了扩散热粉尘排放。我们假设免费和异常排放,遵循一个简单的幂律模型 在哪里观察到的地图在KRJ频率的单位从热尘埃减法后的贡献。最后,我们认为4自由参数的模型:归一化系数和光谱指数异常的组件,自由电子温度。为了简化拟合程序,我们有所不同和在表中所示的范围4。请注意,我们没有明确考虑规范化同步发射在这个模型。的确,我们所谓的异常组件将是一个真正的异常排放和标准同步加速器发射的混合物。
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我们这双组分模型适合408 MHz的dust-subtracted WMAP地图和地图的热扬尘量可以忽略不计。正如之前所讨论的,WMAP数据计算的不确定性假设各向异性白噪声地图。我们计算方差每单像素使用方差观察λ网站上提供和地图的数量计数。408 MHz的地图,我们假设10%的不确定性中讨论部分2。重要的是要注意,另一个三分量模型(包括免费、规范化同步加速器和异常排放)意味着至少6自由参数只有6天空上安装地图。这就是为什么我们选择了只考虑一个双组分模型。
从适应的结果,我们观察到的异常排放似乎主宰1 GHz的扩散组件,而免费排放似乎主要位于几个紧凑的区域。在图4,我们现在的地图重建光谱指数异常排放,。我们观察到异常排放似乎代表了一个幂律−2.5的平均光谱指数。发现了类似的结果通过贝内特et al。34和号等。47]声称硬同步加速器发射的确凿证据。在我们的分析中,我们没有处理的数据从10到20 GHz频率范围区分这一假说和旋转的粉尘排放(参见[4]在旋转的粉尘排放更完整的审查)。重要的是要注意,目前,旋转的粉尘排放主要被发现在特定的星系云(例如,看到8,27,32,33,36,37,48- - - - - -50])。关于电子温度,我们发现物理访问的温度只有40 1039像素的相关考虑。这些像素对应于激烈的地区在1 GHz的免费地图。对于其他像素,温度高于上限允许(46),然后不能免费排放有关。
6。摘要和结论
我们已经提出了一个详细的分析的银河扩散排放在银河anticenter从23到545 GHz频率范围。我们已经表明,一个简单的灰色的身体模型可以用来描述热粉尘排放从100到3000 GHz频率范围。我们发现平均温度20 K的内在分散2.1 K和光谱指数1.4内在分散为0.25。这些值明显增大和低于预期的粉尘排放的标准模型,K和2 = 1.8(例如,看到51,52])。同样的结果被发现的外壳等。53尽管他们固定的光谱指数1.8,他们获得14 K的温度较低。我们已经进行了相似的分析解决,我们也获得了降低尘埃温度。在高频率(3000 GHz以上),额外的热热粉尘排放小尘埃颗粒需要观察(占24]。
前尘埃模型被用来推断热粉尘排放从23到100 GHz微波频率。减法后热粉尘排放,我们已经表明,微波数据不能简单地解释为免费和规范同步发射。更详细的分析包括AME表明,后者可以近似幂律的平均光谱指数在KRJ单位。这个异常排放似乎主宰了扩散排放在微波频段,而免费排放似乎位于几个紧凑的区域。事实上,我们发现,这些地区外,电子温度所需的数据,没有物理意义。
的光谱指数发现异常排放符合硬同步加速器辐射(34,47]。然而,我们不能正式结束在这个为我们的分析中数据不包括1到20 GHz,帮助识别这一假设从旋转的粉尘排放德雷恩和Lazarian4]的确凿的证据被发现在一些星系云de Oliveira-Costa et al。27,48];Lagache [49];沃森et al。8];Ysard et al。37];迪金森et al。50];机器人等。33];正面et al。32),扩散排放由Hildebrandt et al。36]。
确认
作者要感谢r·戴维斯和c·迪金森有用的讨论。s . r . Hildebrandt要感谢月球探测科学中心,特别是,胡安Macias博士和教授丹尼尔·桑托斯的时候在2010年在月球探测科学中心。
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