CMB弱透镜与HI交叉相关的可探测性及对宇宙学参数的约束

中性氢(H$_{\rm I}$)强度映射能够测量H$_{\rm I}$密度参数$\Omega_{\rm H_{\rm I}}$的红移演化,该参数是理解再电离后时期结构形成的重要参数。未来利用平方公里阵列(SKA)的H$_{\rm I}$观测可显著改进对该参数的约束。然而,H$_{\rm I}$观测受到极亮前景辐射的污染,有必要考虑一种补充于H$_{\rm I}$自功率谱测量的信号验证方法。本工作中,我们提出将21厘米线强度图与由普朗克(Planck)宇宙微波背景观测重建的收敛图进行交叉相关,并在忽略前景污染的情况下估计对宇宙学参数的理想预期约束。我们发现,单碟模式运行的SKA1-mid具有在大尺度上探测该交叉相关的充分能力。进一步,通过假设H$_{\rm I}$的常数线性偏置$b$以及SKA1-mid在Band 1和Band 2各1,000小时的Fisher分析,我们表明若利用普朗克观测值固定其他宇宙学参数(冷暗物质密度参数$\Omega_{\rm c} h^{2}$、原初涨落谱指数$n_s$和哈勃常数$H_0$),则$\Omega_{\rm H_{\rm I}} b$可在$0.0<z<2.0$的宽红移范围内以$6-13\%$的精度被约束。另一方面,由于普朗克CMB透镜的有限分辨率,SKA1-mid干涉仪模式的小尺度测量在Band 1和Band 2各1,000小时观测时间内对参数约束无显著影响。