Estudo da emissão galáctica em 30 Ghz e 41.5 Ghz

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2005
Autor(a) principal: Mirko Sime Raljevic Ergueta
Orientador(a): Thyrso Villela Neto
Banca de defesa: Zulema Abraham
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Astrofísica
Departamento: Não Informado pela instituição
País: BR
Resumo em Inglês: The Galactic microwave emission is one of the main contaminants of the Cosmic Microwave Background (CMB) Radiation measurements. Three components of this foreground are clearly identified: synchrotron, free-free, and dust emission. However, an excess emission in this frequency range has recently been reported, which is apparently correlated with dust emission, and cannot be explained by the usual thermal dust emission model. Several emission mechanisms have been proposed to explain this anomalous behavior of the Galactic microwave emission, including spinning dust emission. In this work, we explore the characteristics of the Galactic microwave emission at 30 GHz and 41.5 GHz using the BEAST experiment data. We used a cross-correlation technique between BEAST maps and Galactic emission templates in order to estimate the contribution of each Galactic microwave emission component to the BEAST maps. The spatial distribution of these emissions is evaluated through Galactic latitude cuts. In order to analyze the Galactic diffuse emission, we apply the WMAP Kp2 mask to the BEAST maps. We obtain spectral indexes for each Galactic microwave emission component (\textit{T}$\alpha$$\nu$$^\beta$). In our analysis, we consider two different environments: the Galactic Plane region and the diffuse region around the Plane. The spatial and spectral characteristics of the Galactic components indicate that the synchrotron emission is concentrated in the Galactic Plane, with spectral index $\beta$= -2,9, which is consistent with the electrons generation model; the free-free emission is located in the diffuse regions and in the Plane, with spectral index $\beta$ = -1,3, which is smaller than the expected one; and the dust emission is present in all the Plane region, with index that varies between -2,2 $\textless$$\beta$$\textless$ -1,4, which is not explained by the thermal dust emission model. The excess emission follows the dust distribution in the diffuse region, with a spectral index ($\beta$$\sim$ -3), which agrees with spinning-dust emission model. When the Galactic Plane is included, the spectral index ($\beta$$\sim$ -1,5) is compatible with a spinning-dust model plus a thermal dust emission model.
Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/MTC-m13@80/2005/10.26.11.35
Resumo: A emissão em microondas da Galáxia é um dos principais contaminantes das medidas da Radiação Cósmica de Fundo em microondas (RCFM). Os modelos usuais prevêem três componentes como fontes desta emissão: síncrotron, livre-livre e poeira. No entanto, há evidências de um excesso de emissão nesta região do espectro que estaria aparentemente correlacionado com poeira e que não pode ser explicado pelos modelos de emissão térmica de grãos. Em razão disso, foi proposto mais um mecanismo para explicar este comportamento anômalo da emissão em microondas da Galáxia. Neste trabalho, exploramos as características das emissões galácticas em microondas e do excesso de emissão observado nessa região do espectro. Para isso, usamos os mapas obtidos pelo experimento BEAST em 30 GHz e 41,5 GHz. Aplicamos uma técnica de correlação cruzada entre os mapas BEAST e mapas de referência para as emissões galácticas com o objetivo de estimar a contribuição de cada componente da emissão galáctica nos mapas BEAST. Avaliamos a distribuição espacial das emissões realizando cortes em diferentes latitudes galácticas. Para estudar a emissão difusa da Galáxia e excluir as regiões do Plano Galáctico, aplicamos aos mapas BEAST a máscara Kp2 utilizada nos dados do WMAP. Associando às emissões leis de potência do tipo \textit{T}$\alpha$$\nu$$^\beta$, obtivemos índices espectrais para cada componente galáctica, Analisamos dois ambientes diferentes: as regiões do Plano Galáctico e as regiões difusas que as envolvem. As características espaciais e espectrais de cada componente obtida indicam que: 1) a emissão síncrotron está concentrada no Plano Galáctico, apresentando um índice espectral $\beta$ = -2,9, consistente com o modelo de geração de elétrons no Plano Galáctico; 2) a emissão livre-livre se localiza nas regiões difusas e no Plano Galáctico, apresentando um índice espectral $\beta$ = -1,3, que é menor que o esperado; 3) a emissão de poeira engloba toda a região do Plano Galáctico, apresentando índices que variam entre -2,2 $\textless$$\beta$$\textless$ -1,4; 4) o excesso de emissão na região difusa segue a distribuição da poeira e o índice espectral associado ($\beta$$\sim$-3) é compatível com a emissão de \textit{spinning-dust}. Quando se inclui o Plano Galáctico, o índice espectral ($\beta$$\sim$-1,5) é compatível com o modelo de \textit{spinning-dust} somado à emissão térmica de poeira.