近日,安徽大學(xué)物理與光電工程學(xué)院劉浩教授與中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)院天文學(xué)系蔡一夫教授帶領(lǐng)的粒子宇宙學(xué)課題組合作,在宇宙微波背景輻射的前景分析領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。課題成員提出一種新的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法用于檢驗(yàn)銀河系熱塵埃輻射模型在微波波段的可靠性,并首次揭示目前廣泛使用的模型與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)不符。該成果以“Evaluation of the single-component thermal dust emission model in CMB experiments”為題,發(fā)表在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊“The Astrophysical Journal Supplement Series”上,安徽大學(xué)為第一單位。
銀河系熱塵埃輻射是宇宙微波背景輻射的觀測(cè)中存在的主要前景污染之一,對(duì)其進(jìn)行正確的建模關(guān)系到對(duì)原初引力波信號(hào)的搜尋。目前主流的熱塵埃輻射模型仍是普朗克項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采用的單成分灰體譜模型。本研究建立了一種靈敏可靠的純數(shù)據(jù)判據(jù),能夠在多個(gè)頻率組對(duì)預(yù)期的前景譜進(jìn)行模型無(wú)關(guān)的嚴(yán)格限制,從而定量地檢驗(yàn)熱塵埃輻射模型的可靠性。如圖所示,檢驗(yàn)結(jié)果表明主流的單成分灰體譜模型在545 GHz以上的頻段同真實(shí)數(shù)據(jù)大體相符,但在原初引力波探測(cè)領(lǐng)域最關(guān)心的100-150 GHz頻段同數(shù)據(jù)明顯不符,這對(duì)未來(lái)的前景建模研究工作提供了有價(jià)值的研判。項(xiàng)目組將用該方法進(jìn)一步檢驗(yàn)現(xiàn)存的其他熱塵埃輻射模型,有望進(jìn)一步解決前景輻射估計(jì)中所需的前景成分的數(shù)量及具體形式這兩個(gè)重要問(wèn)題。
圖. 用于檢驗(yàn)熱塵埃輻射模型的散點(diǎn)圖
左圖:低頻段(100-143 GHz)模型與數(shù)據(jù)對(duì)比;
中圖:中頻段(217-353 GHz)模型與數(shù)據(jù)對(duì)比;
右圖:高頻段(545-857 GHz)模型與數(shù)據(jù)對(duì)比。
藍(lán)色線為理想情況,即模型與觀測(cè)數(shù)據(jù)完全一致,橙色線為普朗克單成分灰體譜模型的實(shí)際表現(xiàn)。結(jié)果表明,隨著頻率降低至宇宙微波背景輻射的峰值頻段,該模型開(kāi)始顯著偏離實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。
新聞鏈接:http://www.ahu.edu.cn/2024/1115/c15129a352289/page.htm
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