基于 BayesEoR 的贝叶斯 21 cm 功率谱估计对全天空建模的需求

我们针对 BayesEoR 代码在解析边缘化前景参数时恢复 21 cm 功率谱的问题，提出了一项基于仿真的综合研究。为考虑 21 cm 信号与污染性前景辐射之间的协方差，BayesEoR 在贝叶斯框架内联合构建这两种信号的模型。受计算限制，前向模型在图像域中使用受限视场（FoV）构建。当 EoR 的污染仅来自噪声和前景时，我们证明：当前向建模区域外的天空辐射分量被波束在前景与 21 cm 信号之间的动态范围水平上压低时，BayesEoR 能够准确恢复 21 cm 功率谱。然而，当包含全天空前景辐射以及具有高于该阈值并延伸至地平线的旁瓣的真实仪器主波束时，恢复出的功率谱会受到受限 FoV 模型之外未建模天空辐射的污染。将宇宙学与前景联合模型扩展至覆盖全天空在计算上难以实现。为此，我们提出了 BayesEoR 的改进版本，其允许全天空前景模型，而建模的 21 cm 信号仍仅位于望远镜的主 FoV 内。借助此改进，在大型计算集群上运行全天空 BayesEoR 分析将变得可行。我们还讨论了进一步降低全天空前景建模需求的若干未来方向，包括宽场前景减除、利用锥化函数的图像域似然，以及仪器主波束设计。