BICEP / Keck XVI: Characterizing Dust Polarization Through Correlations with Neutral Hydrogen - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Astrophys.J. Année : 2023

BICEP / Keck XVI: Characterizing Dust Polarization Through Correlations with Neutral Hydrogen

P.A.R. Ade
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Z. Ahmed
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M. Amiri
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D. Barkats
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C. Zhang
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S. Zhang
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Résumé

We characterize Galactic dust filaments by correlating BICEP/Keck and Planck data with polarization templates based on neutral hydrogen (HI) observations. Dust polarization is important for both our understanding of astrophysical processes in the interstellar medium (ISM) and the search for primordial gravitational waves in the cosmic microwave background (CMB). In the diffuse ISM, HI is strongly correlated with the dust and partly organized into filaments that are aligned with the local magnetic field. We analyze the deep BICEP/Keck data at 95, 150, and 220 GHz, over the low-column-density region of sky where BICEP/Keck has set the best limits on inflationary theories. We separate the HI emission into distinct velocity components and demonstrate a detection of dust polarization correlated with the local Galactic HI but not with the HI associated with Magellanic Stream I. We present a robust, multi-frequency detection of polarized dust emission correlated with the filamentary HI morphology template down to 95 GHz. We find the correlation for frequencies between 95-353 GHz to be between ~10-50% over multipoles $20<\ell<200$. We measure the spectral index of the filamentary dust component spectral energy distribution to be $\beta = 1.54 \pm 0.13$. We find no evidence for decorrelation in this region between the filaments and the rest of the dust field or from the inclusion of dust associated with the intermediate velocity HI. Finally, we explore the morphological parameter space in the HI-based filamentary model.

Dates et versions

hal-03831959 , version 1 (27-10-2022)

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Citer

P.A.R. Ade, Z. Ahmed, M. Amiri, D. Barkats, R. Basu Thakur, et al.. BICEP / Keck XVI: Characterizing Dust Polarization Through Correlations with Neutral Hydrogen. Astrophys.J., 2023, 945 (1), pp.72. ⟨10.3847/1538-4357/acb64c⟩. ⟨hal-03831959⟩
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