21 厘米宇宙学功率谱与前景分析的快速方法
宇宙学与河外天体物理
2013-02-22 v2
摘要
我们开发并展示了一种加速 Liu & Tegmark 二次估计量形式体系的方法，用于 21 厘米层析成像中的逆方差前景扣除和功率谱估计，将复杂度从 O(N^3) 降低到 O(N log N)，其中 N 是数据体素的数量。该技术通过对前景模型和巡天几何仅做出适度限制性假设，使得当前及即将到来的射电干涉仪所需的兆体素规模分析成为可能。我们利用迭代和蒙特卡洛技术以及前景协方差矩阵的对称性，快速估计 21 厘米亮温度功率谱 P(k_parallel, k_perpendicular)、Fisher 信息矩阵、误差棒、窗口函数和偏差。我们将 Liu & Tegmark 前景模型扩展为包含位置已知的亮点源，其缩放比例为 O[(N log N)(N point sources)] < O(N^5/3)。作为我们方法的首个应用，我们预测了即将部署的 128 单元 Murchinson Widefield Array 的误差棒和窗口函数，表明 1000 小时的观测应足以灵敏地探测到来自再电离时期的功率谱信号。
引用
@article{arxiv.1211.2232,
title = {A Fast Method for Power Spectrum and Foreground Analysis for 21 cm Cosmology},
author = {Joshua S. Dillon and Adrian Liu and Max Tegmark},
journal= {arXiv preprint arXiv:1211.2232},
year = {2013}
}
备注
32 pages, 18 figures. Slightly revised to match accepted PRD version