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利用 MWA 漂移扫描数据提取 21 cm 再电离纪元信号

宇宙学与河外天体物理 2021-04-21 v1 天体物理仪器与方法

摘要

探测中性氢(HI)的红移超精细谱线是再电离纪元(EoR)最有希望的指征。我们报道了对 55 小时 Murchison Widefield Array(MWA)第二阶段漂移扫描 EoR 数据的分析。数据对应中心频率 ν0=154.24MHz\nu_0 = 154.24 \, \rm MHz(红移 HI 超精细谱线对应 z8.2z\simeq 8.2)和带宽 B=10.24MHzB = 10.24 \, \rm MHz。由于人们预期漂移扫描具有更高的系统稳定性,我们通过比较从数据中提取的功率谱与噪声模拟来检验系统稳定性,并表明最干净数据的功率谱表现为热噪声。我们计算了一维和二维的 HI 功率谱随时间的变化。一维功率谱的最佳上限为:在 k0.2k \simeq 0.2h Mpc1h~{\rm Mpc}^{-1}k1k \simeq 1h Mpc1h~{\rm Mpc}^{-1}Δ2(k)(1000 mK)2\Delta^2(k) \simeq (1000~\rm mK)^2。最干净的模可能最适合获得最优信噪比,对应于 k1k \gtrsim 1h Mpc1h~{\rm Mpc}^{-1}。我们还研究了漂移扫描中前景主导模的时间依赖性,并与预期行为进行比较。

关键词

引用

@article{arxiv.2104.03321,
  title  = {Extracting the 21 cm EoR signal using MWA drift scan data},
  author = {Akash Kumar Patwa and Shiv Sethi and K. S. Dwarakanath},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2104.03321},
  year   = {2021}
}

备注

11 pages, 8 figures. Accepted for publication in MNRAS