[論文レビュー] Implications of SCUBA observations for the Planck Surveyor

D. Scott, Martin White|ArXiv.org|Aug 1, 1998

Radio Astronomy Observations and Technology参考文献 2被引用数 7

ひとこと要約

本稿は、850 μmにおけるSCUBA観測に基づく0.1ミリメートル未満の点源が、プランク・サーベイアの宇宙背景放射（CMB）測定に与える影響を評価する。観測された源数に正規化されたポアソンモデルを用いて、これらの源はプランクの353 GHzチャンネルのノイズと同等の非一様性を寄与するが、それらがz~3のライマンブレイク銀河に類似するクラスタリングを示す場合、10弧分未満のスケールでは主なCMB信号を上回る可能性がある。源の強度は850 μmを過ぎて低下するため、低周波数のプランク観測における影響は減少し、したがってプランクの初期CMB非一様性を測定する主な目的を損なう可能性は低い。

ABSTRACT

We investigate the implications for the Planck Surveyor of the recent sub-millimetre number counts obtained using the SCUBA camera. Since it observes at the same frequency as one of the higher frequency science channels on Planck, SCUBA can provide constraints on the point-source contribution to the CMB angular power spectrum, which require no extrapolation in frequency. We have calculated the two-point function of these sub-millimetre sources, using a Poisson model normalized to the observed counts. While the current data are uncertain, under reasonable assumptions the point-source contribution to the anisotropy is comparable to the noise in the 353GHz channel. The clustering of these sources is currently unknown, however if they cluster like the z~3 Lyman-break galaxies their signal would be larger than the primary anisotropy signal on scales smaller than about 10 arcmin. We expect the intensity of these sources to decrease for wavelengths longward of 850 microns. At the next lowest Planck frequency, 217GHz, the contribution from both the clustered and Poisson terms are dramatically reduced. Hence we do not expect these sources to seriously affect Planck's main science goal, the determination of the primordial anisotropy power spectrum. Rather, the potential determination of the distribution of sub-mm sources is a further piece of cosmology that Planck may be able to tackle.

研究の動機と目的

• SCUBAが850 μmで観測した0.1ミリ未塔の点源の寄与を、CMBの角度パワー スペクトルに評価すること。
• これらの源が、初期CMB非一様性の測定をプランク・サーベイアが汚染する可能性があるかどうかを評価すること。
• 小スケールでの源のクラスタリングが観測された非一様性パワー スペクトルに与える影響を特定すること。
• 850 μmを超えた周波数依存性の源強度の推定と、それによる低周波数のプランクチャンネルへの影響を評価すること。
• プランクが0.1ミリ未塔の源の分布を二次的科学的目標として制約できるかどうかを検討すること。

提案手法

• 850 μmにおける観測されたSCUBAの源数に正規化したポアソン点過程を用いて、0.1ミリ未塔の源分布をモデル化すること。
• これらの源の2点間角度相関関数を計算し、CMBパワー スペクトルへの寄与を推定すること。
• z~3のライマンブレイク銀河に類似したクラスタリングを仮定した場合の影響を評価すること。
• スペクトルエネルギー分布モデルを用いて、850 μmを超えた源強度を外挿し、長波長でのフラックスを推定すること。
• 353 GHzおよび217 GHzにおける点源寄与の信号対ノイズ比を、プランクの機器ノイズと比較して評価すること。
• プランク・サーベイアの周波数応答を用いて、観測バンド全体にわたる点源の相対的影響を特定すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 353 GHzにおける0.1ミリ未塔の点源がCMBの角度パワー スペクトルにどの程度の寄与をもたらすか？
• RQ2 これらの源のクラスタリングが小スケールでの非一様性にどの程度の影響を及ぼすか？
• RQ3 これらの源のフラックス密度は850 μmを超える波長でどのように変化するか？
• RQ4 これらの源が217 GHzおよび353 GHzにおける初期CMB非一様性の測定能力にどのような影響を及ぼすか？
• RQ5 プランクのデータを用いて、0.1ミリ未塔の源の集団を二次的科学的目的として制約できるか？

主な発見

• 現在のSCUBA観測に基づく850 μmにおけるポアソン分布の点源寄与は、353 GHzにおけるCMB非一様性と、機器ノイズレベルに相当する。
• 0.1ミリ未塔の源がz~3のライマンブレイク銀河に類似したクラスタリングを示す場合、10弧分未満のスケールでは、それらの信号が主なCMB非一様性を上回る。
• これらの源の強度は850 μmを超えて顕著に低下すると予想され、長波長のプランク観測周波数における影響が減少する。
• 217 GHzでは、クラスタリング成分およびポアソン成分の両方が著しく低減され、主なCMB信号への汚染が最小限に抑えられる。
• これらの源の存在は、プランクの初期非一様性パワー スペクトルを測定する主な科学的目的を著しく損なわない。
• プランクは、0.1ミリ未塔の源の集団および分布を制約できる可能性があり、価値ある二次的科学的成果となる。