越过地平线:量化圆柱功率谱中的全天景前景挡板
宇宙学与河外天体物理
2025-01-29 v2 天体物理仪器与方法
摘要
阻止探测中性氢在早期宇宙中红移 21 厘米信号的主要障碍是天体物理前景辐射,这些辐射远高于信号几个数量级。由于其光谱平滑,前景预计主要占据圆柱功率谱中称为前景挡板的区域。然而,描述前景挡板范围的常规方程是在平坦天线近似下推导的,这一假设在跟踪大视场仪器时会失效,从而使这些方程在此类情况下不可用。本文推导了全天景前景挡板的方程,表明前景可能延伸到常规方程所suggestion 的更远的范围。我们还推导出描述特定亮源在圆柱功率谱空间中的方程。对这两套方程的有效性通过数值模拟进行了测试。许多当前和即将到来的干涉仪器(如 LOFAR、NenuFAR、MWA、SKA)都是大视场相位跟踪仪器。这些方程为我们提供了关于使用大视场仪器估计的圆柱功率谱中前景污染本质的新见解。此外,它们允许我们准确地将功率谱中的特征与前景或仪器效应相关联。这两个方程也对于正确选择前景避让分析的“EoR 窗口”,以及规划 21 厘米观测非常重要。在未来的分析中,建议使用这些更新后的地平线来准确表示圆柱功率谱中的前景挡板。用于生成更新挡板线的新方程已作为 Python 库 pslines 提供。
引用
@article{arxiv.2407.10686,
title = {Beyond the horizon: Quantifying the full sky foreground wedge in the cylindrical power spectrum},
author = {S. Munshi and F. G. Mertens and L. V. E. Koopmans and A. R. Offringa and E. Ceccotti and S. A. Brackenhoff and J. K. Chege and B. K. Gehlot and S. Ghosh and C. Höfer and M. Mevius},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.10686},
year = {2025}
}
备注
20 pages, 13 figures, and 2 tables; accepted for publication in Astronomy and Astrophysics (A&A)