Problem beim Denoising von BICEP2-Daten?

Diese Frage bezieht sich auf diesen Artikel, der darüber spricht, warum sich die BICEP2-Messungen der B-Modus-Polarisation in kosmischer Mikrowellen-Hintergrundstrahlung als Rauschen von galaktischem Sternenstaub herausstellten. Sie fügen weiter hinzu, dass die Plank-Daten des Rauschens nicht geeignet sind, eine gute B-Modus-Schätzung aus den BICEP2-Daten zu erhalten.

Die Ergebnisse der gemeinsamen Bewertung deuten jedoch darauf hin, dass das von BICEP2 erkannte Signal nicht auf signifikanter Ebene von den Schädlingseffekten getrennt werden kann. Mit anderen Worten, die ursprünglichen Beobachtungen sind gleichermaßen damit vereinbar, dass es keine Ur-Gravitationswellen gibt. „Diese gemeinsame Arbeit hat gezeigt, dass der Nachweis von primordialen B-Moden nicht mehr robust ist, sobald die Emission von galaktischem Staub entfernt wird“, sagte Jean-Loup Puget, Hauptforscher von Pancks HFI-Instrument, in der Esa-Erklärung. „Deshalb konnten wir leider nicht bestätigen, dass das Signal ein Abdruck der kosmischen Inflation ist.“

Kann jemand erklären, warum genau die Erkennung von primordialen B-Moden nicht robust ist, selbst nachdem die Emission von galaktischem Staub entfernt wurde? Und was sind die vorgeschlagenen Problemumgehungen, um dieses Problem anzugehen?

Antworten (2)

Die kurze Antwort ist, dass galaktischer Staub die Ergebnisse vollständig erklären kann, mit oder ohne die Existenz von primordialen Gravitationswellen, was auf „keinen Beweis“ hinausläuft.

Die längere Antwort lautet, dass sie nach einem bestimmten Muster in der Polarisation des CMB namens B-Modus-Polarisation suchten, da dies das Muster war, das sie unter Gravitationswellenbedingungen zu sehen erwarteten. Der B-Modus führt zu Feldern, die eher wie Magnetfelder aussehen (die Locken neigen dazu, in Kreise zu zeigen).

Der CMB kann aber auch im E-Modus polarisiert werden, was Felder erzeugt, die dazu neigen, in bestimmte Richtungen zu zeigen (ähnlich wie elektrische Feldlinien). Hier ist ein grundlegendes Bild -

CMB-Polarisation

Das Problem ist, dass galaktischer Staub nicht nur die Photonen, mit denen er interagiert, reflektieren oder brechen kann, sondern galaktischer Staub auch oft anfällig für die Auswirkungen elektromagnetischer Felder im Weltraum ist. Infolgedessen können sich Staubpartikel innerhalb dieser Magnetfelder ausrichten und eine elektromagnetisch induzierte Illusion einer gravitationsverzerrten Raumzeit erzeugen. Wenn sich also genügend Staubpartikel in einer bestimmten Region befinden, müssen wir schlussfolgern, dass sich für einen Beobachter ein B-Mode-ähnliches Polarisationsmuster bilden wird, mit oder ohne Anwesenheit von Primordialen Gravitationswellen.

Ich glaube jedoch, dass eine dritte Zusammenarbeit im Gange ist (oder war) (Trommelwirbel bitte). . . LIGO gab erst letzte Woche die Bestätigung von Gravitationswellen bekannt, die aus der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher resultieren, die sie im September 2015 beobachten konnten und die Gravitationswellen erzeugten, die stark genug waren, um gemessen zu werden.

Ich verstehe jedoch, was Sie mit Pugets Aussage meinen. Es scheint zunächst fast irreführend, könnte aber einfach ein Übersetzungsproblem sein (Englisch scheint nicht seine Herkunftssprache zu sein). Auf jeden Fall klingt es so, als wollte er sagen, dass das CMB-Signal nicht robust genug ist, um es von der Störung durch galaktischen Staub unterscheiden zu können.

Ich möchte der anderen richtigen Antwort hinzufügen, dass BICEP2 ein erstaunlicher Detektor ist und die ursprüngliche Ankündigung herauskam, dass das Staubsignal in dem Bereich, den sie untersuchten, unter Verwendung von damals veröffentlichten Planck-Daten subtrahiert wurde. Leider hat Planck neue Staubkarten der Kugel entwickelt, die viel Staub in dem Winkelfenster zeigten, für das BICEP empfindlich war. Die in Ihrer Frage angesprochene Analyse mit Planck fasst die gemeinsame Veröffentlichung zusammen.

Nichtsdestotrotz ist die Kombination von Daten von Planck, die sich auf die Anpassung mathematischer Kurven an den gesamten Himmel stützen und große Fehler aufweisen, um an Polarisationen zu gelangen, mit Daten von BICEP2, das eine extreme lokale Genauigkeit in einem engen Winkelfenster aufweist, nicht der beste Weg, dies zu behandeln Problem. Es wird weiter an BICEP3 gearbeitet und wir müssen sehen, was passiert.