COMAP早期科学: I. 概述

CO Mapping Array Project (COMAP)旨在利用一氧化碳(CO)的谱线强度映射,追踪宇宙时间内星系的分布与全局性质,回溯至再电离时期(EoR)。为验证实现该目标所需的技术与方法,已建造并部署了一台Pathfinder仪器。该Pathfinder对$z=2.4$-$3.4$的CO(1-0)发射以及$z=6$-8处较弱的CO(2-1)贡献敏感,正在一项5年观测活动中巡天$12$ deg$^2$以探测来自$z\sim3$的CO信号。利用前13个月的观测数据,我们估计在尺度$k=0.051-0.62 \mathrm{Mpc}^{-1}$上$P_\mathrm{CO}(k) = -2.7 \pm 1.7 \times 10^4\mu\mathrm{K}^2 \mathrm{Mpc}^3$——这是对CO(1-0)功率谱团簇分量的首次直接3D约束。仅基于这些观测,我们获得了对团簇分量振幅(平方平均CO谱线温度-偏置乘积)的约束$\langle Tb\rangle^2<49$ $\mu$K$^2$——比先前最佳测量近一个量级的改进。这些约束使我们排除了文献中的两个模型。我们预测5年后将以信噪比(S/N)9-17探测到功率谱。与重叠星系巡天的交叉相关将以S/N为19产生CO-星系功率谱的探测。我们还正在进行银道面的30 GHz巡天并呈现一幅初步地图。展望COMAP的未来,我们考察了实验未来阶段探测并表征来自EoR的CO信号的前景。