利用 CMB-21cm 互相关限制原初非高斯性？

我们研究了原初非高斯性对宇宙微波背景 (CMB) 各向异性与再电离时期的 21 cm 涨落之间互相关的影响。我们假设了一个解析再电离模型，以及具有由 $f_{\rm NL}$ 诱导的尺度依赖偏置的电离分数。我们估计了 CMB 与 21 cm 互相关的角功率谱。为了评估可探测性，还计算了仅针对单个红移切片的信噪比 (S/N)，适用于当前和未来的观测，例如 Planck 卫星的 CMB 观测和 Omniscope 的 21 cm 观测。$f_{\rm NL}$ 的存在增加了大尺度上互相关的信号，且在我们的再电离模型中，这种放大不依赖于再电离参数。然而，宇宙方差在这些尺度上非常显著，导致 S/N 比受到抑制。在我们基准再电离模型中，对于 $f_{\rm NL}=10$ (100)，获得的 S/N 比为 2.8 (2.4)。我们的工作表明，在不存在显著前景和系统误差的情况下，21 cm 的自相关是比互相关更好的 $f_{\rm NL}$ 探针（正如预期，因为它依赖于 $b^2$），而互相关仅包含一个 $b$ 因子。尽管如此，检验 21 cm 与 CMB 之间的互相关仍然很有趣，因为信噪比不可忽略，而且我们更有可能消除 CMB 和 21 cm 实验共有的系统误差和前景，而不是在大尺度上完全清除 21 cm 中所有可能的前景和系统误差。