利用HI 21-cm信号探测重化化时代光源周围的电离气泡
宇宙学与河外天体物理
2024-12-24 v3
摘要
测量星际介质（IGM）和源在重化时代（EoR）的属性具有着重要意义。我们探索通过红移21-cm观测已知光源周围电离气泡，以探测IGM和源。因此，我们模拟uGMRT和SKA1-Low观测特定的HI 21-cm图、前景污染物和系统噪声。在前景从总可见性中减去后，我们采用基于可见性的匹配滤波技术，以最小化系统噪声的方式最佳组合所需的HI 21-cm信号。我们的分析表明，在红移7.1和8.3分别使用uGMRT约2000小时和3000小时的观测时间，当目标气泡外部的平均中性氢分数约为0.9时，可获得超过5σ的显著性。SKA1-Low仅需约100小时的观测即可实现超过8σ的显著性检测。当目标气泡外部的平均中性氢分数降低时，uGMRT和SKA1-Low的总观测时间均会增加。进一步，我们研究了前景减除对可探测性的影响，发现使用更小的带宽时信噪比会降低。更重要的是，我们表明匹配滤波方法可以较好地测量电离气泡半径并约束HI中性氢分数，为深入了解源属性和星际介质提供了更深入的洞见。
引用
@article{arxiv.2408.01681,
title = {Detecting ionized bubbles around luminous sources during the reionization era using HI 21-cm signal},
author = {Arnab Mishra and Chandra Shekhar Murmu and Kanan K. Datta and Samir Choudhuri and Suman Majumdar and Iffat Nasreen and Sk. Saiyad Ali},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.01681},
year = {2024}
}
备注
31 pages, 19 figures, 1 table