21厘米全局信号提取：利用人工神经网络提取21厘米全局信号
宇宙学与河外天体物理
2019-12-24 v2 计算物理
摘要
利用全天空平均的红移HI 21厘米信号研究宇宙黑暗时代、宇宙黎明和再电离纪元(EoR)，是大多数正在进行或即将开展的实验（例如EDGES、SARAS和SKA）的一些关键科学目标。该信号可通过单台射电望远镜对整个天空进行平均，以仅依赖于红移HI 21厘米频率的全局信号形式被探测到。探测此信号所面临的主要挑战之一是占主导地位的明亮前景辐射。此类探测的成功与否取决于前景去除的精度。仪器增益涨落、色散主波束、射频干扰(RFI)以及地球电离层的存在会破坏任何来自地球的射电信号观测。在此，我们提出使用人工神经网络(ANN)来提取淹没在明亮银河系前景辐射之海中并被不同仪器模型污染的微弱红移21厘米全局信号。使用ANN最显著的优势在于，当被污染的信号输入到训练好的网络时，我们可以非常精确地同时提取信号与前景参数。我们的结果表明，即使在仪器在频谱上存在某些残余时变增益的模拟观测情况下，ANN也能以的精度探测到全局信号。
引用
@article{arxiv.1911.02580,
title = {21cm Global Signal Extraction: Extracting the 21cm Global Signal using Artificial Neural Networks},
author = {Madhurima Choudhury and Abhirup Datta and Arnab Chakraborty},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.02580},
year = {2019}
}
备注
14 pages, 18 figures. Published in MNRAS