近日，安徽大學(xué)物理與光電工程學(xué)院劉浩教授與中國科學(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。
據(jù)了解，銀河系熱塵埃輻射是宇宙微波背景輻射的觀測中存在的主要前景污染之一，對其進(jìn)行正確的建模關(guān)系到對原初引力波信號的搜尋。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)，能夠在多個頻率組對預(yù)期的前景譜進(jìn)行模型無關(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領(lǐng)域最關(guān)心的100-150 GHz頻段同數(shù)據(jù)明顯不符，這對未來的前景建模研究工作提供了有價值的研判。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重要問題。
圖片說明：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)對比；中圖：中頻段（217-353 GHz）模型與數(shù)據(jù)對比；右圖：高頻段（545-857 GHz）模型與數(shù)據(jù)對比。藍(lán)色線為理想情況，即模型與觀測數(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，該模型開始顯著偏離實(shí)測數(shù)據(jù)。
大皖新聞記者 龔潤澤
