对再电离时代的成像：来自前景混淆和成像算法的限制
天体物理仪器与方法
2015-05-28 v1
摘要
利用傅里叶综合望远镜对中性氢红移21厘米跃迁进行层析成像，是研究再电离时代（EoR）的有力工具。限制银河系和河外前景的混淆对这些望远镜的成功至关重要。这类望远镜的仪器响应或点扩散函数（PSF）本质上是三维的，频率映射到视线（LOS）距离。EoR信号必然要在连续谱混淆持续存在的数据中被探测到；因此，PSF具有可接受的频率结构至关重要，这样残余前景才不会混淆EoR特征。本文旨在同一框架下理解三维PSF和前景污染。我们发展了一个形式体系来估计沿频率（或等效地，沿视线维度）的前景污染，并建立了图像平面中的前景污染与傅里叶平面上的可见度权重之间的关系。我们识别出视线方向前景污染的两个主要来源——'PSF污染'和'网格化污染'。我们表明，'PSF污染'在视线波数空间中是局域的，超出该区域可能存在一个前景污染可忽略的'EoR窗口'，我们可集中精力在此窗口内探测EoR。通过明智地选择频率窗函数，可以大幅减少该窗口内的'PSF污染'。网格化和成像算法会产生额外的'网格化污染'，我们提出了一种使用Chirp Z变换（CZT）的新成像算法，可显著减少这种污染。最后，我们以默奇森宽场阵列（MWA）成像为例，展示了分析关系和新成像算法的优点。
引用
@article{arxiv.1106.1297,
title = {Imaging the Epoch of Reionization: limitations from foreground confusion and imaging algorithms},
author = {Harish Vedantham and N. Udaya Shankar and Ravi Subrahmanyan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1106.1297},
year = {2015}
}