确定平均中性氢分数演化历史的方法

光锥（LC）效应沿频率轴（即观测者的视线（LoS）方向）印刻了红移 21-cm 信号 T_b({\hat{\bf{n}}}, \nu) 的宇宙学演化。该效应在再电离时期（EoR）尤为显著，此时随着宇宙演化平均氢中性分数 {\bar{x}_{\rm HI}}(\nu) 迅速下降。多频角功率谱（MAPS） {\mathcal C}_{\ell}(\nu_1,\nu_2) 量化了 T_b({\hat{\bf{n}}}, \nu) 的全部二阶统计，同时考虑了由于宇宙学演化引起的沿 \nu 的系统性变化，以及编码于 {\hat{\bf{n}}} 和 \nu 中的沿全部三个空间方向的统计均匀各向同性涨落。本文我们提出一个简单模型，其中 {\mathcal C}_{\ell}(\nu_1,\nu_2) 的系统性频率 (\nu_1,\nu_2) 依赖完全源于 {\bar{x}_{\rm HI}}(\nu) 的演化。这提供了一种观测确定再电离历史的新方法。考虑 EoR 21-cm 信号的一个 LC 模拟，我们利用 {\mathcal C}_{\ell}(\nu_1,\nu_2) 的对角元素 \nu_1=\nu_2 来验证我们的模型。我们证明，只要将某一单一频率处的 {\bar{x}_{\rm HI}} 值作为外部输入，就有可能在整个观测带宽上恢复再电离历史。