銀河団の光源として知られる古代宇宙背景光（CMB）は、宇宙が再結合した直後に中性水素とヘリウムにレイリー散乱（RS）されることで、周波数を ν⁴に比例する新たな摂動が加わります。最も影響が大きいのは200 GHz〜800 GHzの帯域です。

この信号を解析するため、研究者らは実際のノイズとフロンティアのモデルを組み込んだ多周波数のフィッシャーマトリクス解析を実施しました。PICO衛星とLiteBIRD＋Planckの組み合わせを想定し、課題として背景電磁波以外の成分の推定精度とバイアスを評価したのです。

標準ΛCDMモデルでは、RSを含めてもPICOでのパラメータ精度は最大7 %、LiteBIRD＋Planckでは2 %以下の改善に留まります。一方、電子質量(mₑ)や細構造定数(α)を変化させるような再結合の修正モデルでは、H₀、mₑ、α、Ω_bh²、Ω_ch²などの主要パラメータの精度が約31 %向上することが示されました。

しかし、RSを無視すると、PICOでは約1σ、LiteBIRD＋Planckではそれ以下のバイアスが生じます。したがって、将来のCMBデータ解析ではRSを必ず含める必要があります。

（図2）では、mₑやαの変化がレイリー不透明度τ̇_R(ν)に与える影響を示し、ν⁴スケーリングを確認しました。