约束再电离时期电离泡性质的贝叶斯方法

研究宇宙氢再电离的一种可能方式是通过红移 21 cm 信号，观测明亮单个源（例如类星体）周围的大电离区（泡）。已有研究表明，基于匹配滤波的方法不仅能探测来自这些泡的微弱 21 cm 信号，还有助于约束其性质。在本工作中，我们拓展先前的研究，发展了一个严格的贝叶斯框架，以探索约束表征这些泡的参数的可能性。为检验我们恢复泡参数的精度，我们将方法应用于适用于即将到来的 SKA1-low 的模拟观测。对于红移 7 处典型类星体周围尺寸 $\gtrsim 50$ cMpc 的区域，我们发现 SKA1-low 约 20 小时的积分将能够以 $\lesssim 10\%$ 的精度约束泡的尺寸与位置，以及泡内与泡外中性氢分数的差异。当泡尺寸更大且形状接近球形时，参数的恢复更精确，且探测信号的信噪比更高。我们的方法可用于在观测场中识别包含大电离区的区域，因而值得以更长的积分时间进行跟进观测。