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利用Murchison Widefield Array基于闭合相位研究再电离纪元的21cm功率谱

宇宙学与河外天体物理 2024-09-05 v1 天体物理仪器与方法

摘要

射电干涉测量闭合相位可以成为研究早期宇宙宇宙学{H\scriptsize{I}}的有价值工具。闭合相位具有不受基于单元的增益及相关校准误差影响的优点。因此,在闭合相位分析中可以完全避免校准及其误差,而这些往往是限制标准基于可见度方法的系统误差来源。在本工作中,我们展示了利用Murchison Widefield Array (MWA)观测{H\scriptsize{I}} 21-cm涨落闭合相位功率谱的首批结果,使用了以红移z6.79z\approx 6.79为中心、约12小时的MWA-phase II观测数据,所处时期为再电离纪元。在分析14~m、24~m和28~m等边三角形基线的三类冗余基线时,我们对21-cm功率谱的2σ2\sigma95%95\%置信区间)估计值为:在14~m基线三角形的EoR1场中,k=0.36{k}_{||} = 0.36 pseudo hMpc1pseudo~h {\rm Mpc^{-1}}处为(184)2pseudo mK2\lesssim (184)^2 pseudo \rm ~mK^2;在24~m基线三角形的EoR0场中,k=0.18k_{||} = 0.18 pseudo hMpc1pseudo~h {\rm Mpc^{-1}}处为(188)2pseudo mK2\lesssim (188)^2 pseudo \rm ~mK^2。“pseudopseudo”单位表示长度尺度和亮温度应被理解为近似值。与基准21-cm功率谱相比,我们的最佳估计值仍高出3-4个数量级;然而,即使数据量较少,我们的方法仍提供了有前景的功率谱估计值。如果在分析中纳入更多数据集,这些受数据限制的估计值可得到进一步改善。多余噪声的证据可能源于MWA数据中依赖于基线的系统误差,这需要谨慎的基于基线的策略来缓解,即使在标准的基于可见度的方法中也是如此。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.02906,
  title  = {21cm Epoch of Reionisation Power Spectrum with Closure Phase using the Murchison Widefield Array},
  author = {Himanshu Tiwari and Nithyanandan Thyagarajan and Cathryn M. Trott and Benjamin McKinley},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.02906},
  year   = {2024}
}

备注

24 pages, 21 figures, 4 tables (accepted for publication in PASA)