Cosmic Reionization On Computers项目：平均与涨落红移21厘米信号

我们探索了来自 Cosmic Reionization On Computers (CROC) 项目的宇宙再电离数值模拟中的平均与涨落红移21厘米信号。我们发现平均信号在约 $\pm20\rm{mK}$ 之间变化。最为显著的是，我们发现再电离前的负凹陷在 $z\sim10-15$ 仅延伸至 $\langle\Delta T_B\rangle\sim-20\rm{mK}$，这与先前的模拟结果一致，并与 Pritchard & Loeb 解析模型形成显著反差，从而要求在此红移范围内运行的全球信号实验（EDGES-II、LEDA、SCI-HI 和 DARE）具备高得多的灵敏度。我们还探索了致密子结构（纤维状结构和嵌入星系）在21厘米功率谱形成中的作用。我们发现，通过忽略电离泡内部的半中性子结构，功率谱在尺度 $k\sim 0.1-1h\rm{Mpc}^{-1}$ 上可能被错误估计25-50\%。这一尺度范围尤为引人关注，因为即将开展的21厘米实验（MWA、PAPER、HERA）预计在其内最为灵敏。