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Primordial inhomogenei.es in the CMB spectrum. Reanalysis of 4year COBEDMR data Group 2 Eskil Varenius, Thøger RiveraThorsen, Livia Vallini

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Primordial  inhomogenei.es  in  the  CMB  spectrum.    Re-­‐analysis  of  4-­‐year  COBE-­‐DMR  data  

Group  2  

Eskil  Varenius,  Thøger  Rivera-­‐Thorsen,  Livia  Vallini    

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Goals  

•  Check  if  there  are  large  scale  fluctua.ons  in  the  CMB  radia.on  

•  Check  the  slope  of  the  CMB  spectrum  •  Compare  with  similar  analysis                  

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Theory:  CMB  

Classic  BB  theory  à  T0    Infla.on  à  Fluctua.ons    What  scales?    

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Theory:  CMB  

l = 2

l = 3 l = 20 l = 50

l = 100

=   +  

+  

+  

+  

+              ...  

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Theory:  Likelihood  analysis  1)    We  need  a  model:  

signal  (Gaussian  and  correlated)  

noise  (Gaussian  and    uncorrelated)  

foregrounds:    •  instrumental  monopole    •  dipole  (our  movement)    •  galaxy  emission  

2)  Covariance  matrix:  

3)  Harrison  Zel’dovic  power  spectrum:  

Q  

n-­‐1  

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Theory:  Likelihood  analysis  

Bayes  theorem  

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Theory:  Likelihood  analysis  Model  is  Gaussian:  

 (Gaussian)  

 (Gaussian)  

 (ignored)  

Model  depends  only  on  (Q,  n)    Likelihood  func.on  for  our  model:  

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Data:  COBE  –  DMR  features  

Differen.al  Microwave  Radiometer    

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Data:  HEALpix    A  “smart”  choice:  HEALpix  format    

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Data  

COBE  raw  data  

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Data  

COBE  raw  data  smoothed  to  the  beam  of  7°  

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Data  

COBE  raw  data  smoothed  to  the  beam  of  7°  COBE  mask  to  get  rid  of  Galac.c  foregrounds  

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Data  

OUR  proposed  mask  to  get  rid  of  ALL  bad  pixels  

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Data  II  

•  Likelihood  analysis:  implementa.on  fixed  grid  

101  points  in  Q  direc.on    51  points  in  n  direc.on  

Scan  the  whole  plane  

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Data  II  

•  Likelihood  analysis:  implementa.on  MCMC  

“Intelligent”  random  walk  

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Results  

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Results  

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Results  

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Results  

•  Comparison  with  Gorski  et  al.  1994    analysis  

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Conclusions  

•  Maximum-­‐likelihood  analysis  of  the  COBE-­‐DMR  data    ①  The  results  are  consistent  with  the  Harrison-­‐Zel’dovich  spectrum  

with  n  =  1  favored  by  infla.onary  models  ②  The  clear  non-­‐zero  value  of  Q  strongly  suggests  that  there  is  a  large  

scale  structure  in  the  fluctua.ons  of  the  CMB    ③  Good  agreement  with  results  achieved  by  Gorski  et  al.  (1994)  in  an  

analogous  study  of  the  2-­‐year  COBE-­‐  DMR  dataset.    

 •  See  you  at  Nobel  Prize  Ceremony!  ;-­‐)  

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Power  Spectrum