天籁全天21厘米巡天观测的前景扣除与功率谱分析
宇宙学与河外天体物理
2026-05-01 v1
摘要
我们对来自天籁柱面探路者阵列（TCPA）的21厘米强度映射（IM）数据进行了全面分析，重点关注多尺度前景扣除和三维功率谱估计。利用20天的漂移扫描观测数据（714.4-781.7 MHz，对应红移 处的HI发射），我们通过引入高精度、无人机测量的主波束模型，重建了高保真度的天图。这种原位校准显著提高了重建精度，超越了先前的解析近似。为解决比宇宙学信号强约五个数量级的天体物理前景，我们实施了一种稳健的多尺度扣除策略——mPCA-UWTS——该策略将球面上的各向同性非抽取小波变换（UWTS）与每个小波域内的独立主成分分析（PCA）相结合。随后，我们通过球面傅里叶-贝塞尔（SFB）分解估计三维功率谱，为宽视场巡天中固有的广角效应和视线曲率效应提供了数学上严格的处处理。我们的分析表明，SFB框架能有效隔离系统污染并恢复成团信号，避免了传统平天近似引入的偏差。本工作是将SFB形式体系应用于观测21厘米IM数据的首次实践，将其确立为下一代宽视场21厘米巡天（包括平方公里阵列（SKA）和完整天籁阵列）的一种计算高效且可扩展的诊断工具。
引用
@article{arxiv.2604.27465,
title = {Foreground Mitigation and Power Spectrum Analysis for Tianlai Full-Sky 21 cm Survey Observation},
author = {Yikai Deng and Shifan Zuo and Jixia Li and Yougang Wang and Xuelei Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.27465},
year = {2026}
}