Cosmology-modelling-cmb-anisotropies
宇宙論-CMB異方性のモデリング
洗練され、修正された全天CMBマップを見ると、前景の汚染が多くあります。これは、これらのマップの*異方性*の一種です。 これらの前景の放出は、天の川銀河からのものであることがわかります。 CMBの強度は、銀河面の平面に沿って高く、遠ざかるにつれて強度が低下します。 これらでは、銀河からのシンクロトロン放射である二次異方性を観測できます。 これらの放出は前景の汚染を構成します。 空からのCMB放射を見るには、これらの前景放射を差し引く必要があります。
次の図は、フォアグラウンドエミッションがあるCMBを示しています。
双極子異方性
別の種類の異方性があります。これはCMB全天マップで発見されたもので、ダイポール異方性と呼ばれます。 それは初期の宇宙とは関係ありません。 これは、球面調和関数を使用して表すことができます。 球面にパターンがあり、数学関数を使用してそれをマッピングしたい場合、三角関数を使用してマッピングできます。 そのため、マップするときは、あらゆる方向で同じモノポールまたはダイポールになり、180度回転するとプロパティが反転します。 同様に、四重極などがあります。 複雑なパターンの場合、これらの単極子、双極子、四重極などの合計として表すことができます。
CMBは、全天空マップの異方性の主な原因の1つがこの双極子異方性であるようにモデル化されていますが、CMBの原始的なモデリングではありません。 これは下の画像で見ることができます。
ダイポールの方向は、ランダムな方向ではありません。 双極子異方性には方向があります。 特定の方向に沿ったCMB強度を確認します。 この方向は、太陽系の速度ベクトルによるものです。 地球の速度は、太陽または銀河の中心に関して表すことができます。 地球が動いている方向、ブルーシフトとレッドシフトを観察し、双極子はこの方向に沿っています。
上の画像は、銀河が特定の方向に動いているため、典型的な双極子の外観をしています。 その結果、空の片側が赤方偏移し、空の反対側が青方偏移して表示されます。 この場合、赤方偏移とは、光子がより長い波長=より冷たいことを意味します（そのため、名前から逆に、上の図では青く見えます）。
地球は太陽/銀河中心/空のCMBに対して特定の瞬間に特定の方向に動いていると言えます。 次に、任意の角度でCMBの温度を測定すると、温度が異なります。 これは、青方偏移または赤方偏移のいずれかであり、空の光子の視線に依存する光子を測定しているためです。
覚えておくべきポイント
- CMB全天マップの前景汚染は、CMBの異方性と呼ばれます。
- これらの放出は、私たち自身の天の川銀河からのものです。
- 異方性の2つのタイプは、双極子異方性と角パワースペクトル異方性です。
- 双極子異方性は特定の方向にありますが、角度パワースペクトル異方性はどこにでも広がっています。
