通过高阶互相关增强 HI-星系交叉成团信号

再电离之后，中性氢（HI）示踪宇宙的大尺度结构（LSS），使得 HI 强度映射（IM）能够捕获三维的 LSS 并约束关键宇宙学参数。我们提出了一个利用高阶互相关来研究星系周围 HI 成团性的新框架，并使用 IllustrisTNG300 模拟的实空间数据进行了测试。该方法计算了 $k$-最近邻（$k$NN）光学星系与在相关尺度上平滑的 HI 亮温度场的联合分布（$k$NN-场框架），与两点统计量不同，该框架对所有高阶互相关具有敏感性。为了模拟实际巡天的 HI 数据，我们添加了随机热噪声并应用了一个简单的前景去除模型，滤除了亮温度场中 $k_\parallel < k_{\rm min,\parallel}$ 的傅里叶模式。在类似于加拿大氢强度映射实验（CHIME）巡天的当前热噪声和前景去除水平下，我们模拟中使用 $k$NN-场框架的 HI-星系互相关信号在 $r = [3,12] \, h^{-1}$Mpc 范围内以 $>30\sigma$ 的显著性可探测。相比之下，标准两点相关函数（2PCF）在相同尺度上的可探测性强烈依赖于前景滤波器：一个尖锐的 $k_\parallel$ 滤波器可能由于位置空间的振铃效应而虚假地将探测显著性提升至 $8\sigma$，而一个不那么尖锐的滤波器则无法探测到信号。尽管如此，我们得出结论，$k$NN-场互相关在广泛的前景滤波和热噪声条件下都是稳健可探测的，表明它们相对于 2PCF 具有增强的约束潜力。