基于可见度的21厘米双谱估计器用于射电干涉测量数据

我们提出了一种快速且可扩展的估计器，用于计算红移21厘米信号的频分多角度双谱（Multi-frequency Angular Bispectrum, MABS）和三维双谱（3D Bispectrum, BS），数据来源于射电干涉测量观测。该估计器在网格化的可见度（visibilities）上运行，并利用快速傅里叶变换（FFT）加速，高效地计算覆盖所有可能三角形构型的MABS和3D BS。我们给出了该形式化方法，并使用已知输入模型BS的模拟可见度数据验证了该估计器，考虑了Murchison Widefield Array（MWA）观测，带宽为$30.72$ MHz，中心频率为$154.25$ MHz。我们考虑了两种情况，即无标记和有标记，其中有标记的情况与真实数据具有完全相同的频率通道被标记。我们获得了覆盖尺度$0.003 ~\mathrm{Mpc}^{-1}\leq k_1 \leq 1.258 ~\mathrm{Mpc}^{-1}$的广泛三角形构型的BS估计。估计的BS与基于输入模型BS的分析预测表现出良好的一致性。我们发现，即使在有标记的情况下，偏差也低于20%，且大多与预期的统计涨落一致。这项工作为在再电离时期（epoch of reionization）可靠观测估计21厘米BS铺平了道路，在该时期信号被预测为高度非高斯。