Как обрабатываются необработанные наблюдения для получения чистых данных CMB?

Меня смущает то, как они идентифицируют и вычитают излучение от нежелательных астрономических источников при измерении космического микроволнового фонового излучения.

Вот что я изначально предполагал:

  1. Дипольная анизотропия определяется путем измерения анизотропии А , Б и С в произвольном Икс , у , г направлений, а затем складывая их как вектор, чтобы получить направление и величину относительной скорости Земли по отношению к реликтовому излучению. Как только это отменяется, анизотропия падает с 10 − 3 к 10 − 5 .
  2. У нас уже есть данные о многих известных астрономических телах, и мы можем рассчитать их излучение в соответствующем микроволновом диапазоне (если оно есть) и напрямую его вычесть.
  3. В астрофизике могут быть известны некоторые особые типы сущностей, которые излучают излучение по очень специфической схеме, так что мы можем сразу распознать и вычесть его.
  4. Микроволновый шум от пыли нашей галактики и других астрономических тел также значителен, и эта часть иногда просто игнорируется при расчетах реликтового излучения, в то время как в других она компенсируется с использованием известных данных.

Проблема вот в чем: в пункте 1 мы уже предполагаем изотропию (что является одной из вещей, которые мы хотим доказать), и мы не знаем, включает ли то, что мы вычли, компонент реликтового излучения.

Кроме того, поскольку мы не знаем точного местоположения каждой галактики, пылевого облака и т. д. в наблюдаемой Вселенной, мы не можем полагаться на пункт 2. Мы всегда можем думать, что смотрим на реликтовое излучение, но можем смотреть на некоторые слабое излучение с красным смещением от какого-то астрофизического объекта.

Из-за этого я знаю, что мои предположения 1 и 2 (и, возможно, даже 3) выше неверны. Недостаток моих знаний о природе излучения конкретных астрофизических тел еще больше затрудняет мне выводы. Поэтому мне было интересно, может ли кто-нибудь объяснить, как это на самом деле делается.

PS Я прочитал вопрос Как отличить реликтовое излучение от другого излучения? но обсуждение здесь ограничено очень конкретным истолкованным случаем, и меня интересует несколько более подробное, но качественное описание фактических процедур, используемых в настоящее время экспериментаторами, которые, как я знаю, намного сложнее.

Что говорится в документах по сокращению данных Planck?
@RobJeffries Я читал документы по обработке данных plancks hfi и lfi, так как думал, что они имеют отношение к тому, что я искал, но были слишком техническими и полностью вышли за рамки моей головы. Я надеялся на ответ уровня бакалавра....
Хорошо, тогда - полезно знать.

Ответы (1)

Основной способ, с помощью которого, например, Планк удаляет передний план, заключается в проведении наблюдений на различных частотах (см. изображение ниже). Это позволяет сравнивать различные карты, что значительно упрощает удаление астрофизических передних планов. Это требует предварительных знаний о наиболее заметных типах излучения (синхротронное излучение и тепловая пыль). Точность, с которой Планк делает это, была жизненно важна для оспаривания данных BICEP несколько лет назад, когда их игнорирование излучения от пыли привело к объявлению об обнаружении поляризации B-моды от инфляции.

Что касается вашего 4-го пункта, то предшественник Планка, WMAP, не использовал данные с галактического диска из-за высокой интенсивности переднего плана здесь. Я не уверен, что Planck делает то же самое (они определенно показывают очищенные карты всего неба на своих веб-страницах).

Наконец, легко вычитается доплеровский сдвиг реликтового излучения из-за относительного движения галактики и Земли. Однако метод для этого немного сложнее математически. Основная идея состоит в том, что мы можем деконструировать полную карту с точки зрения суммы функций (сферических гармоник), и диполь, вызванный относительным движением, влияет только на одну из них (тот, для которого l=1), который, следовательно, можно игнорировать. ( подробнее см. здесь http://background.uchicago.edu/~whu/intermediate/map5.html ).

Отдельные карты планковских частот

Как обрабатываются необработанные наблюдения для получения чистых данных CMB?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v