再电离纪元功率谱与前景的联合估计

红移 21 cm 发射亮度温度涨落的功率谱是探测再电离纪元（EoR）的有力工具。然而，明亮的前景发射对其从干涉数据中的无偏恢复构成了显著障碍。我们基于 Sims 等人 2016 年引入的贝叶斯功率谱估计方法，证明在数据模型的大频谱尺度分量中纳入前景频谱结构的先验知识，可在不增加模型复杂度的情形下显著改进前景建模。我们探讨了大频谱尺度模型的两种天体物理驱动的参量化：（i）形式为 $q_{0}+q_{1}(\nu/\nu_{0})^{b_{1}}$ 的常数加幂律模型，取两个 $b_{1}$ 值：$b_{1} = <\beta>_\mathrm{GDSE}$ 与 $b_{1} = <\beta>_\mathrm{EGS}$，分别为银河系弥漫同步辐射与河外源前景发射的平均频谱指数；（ii）形式为 $q_{0}+q_{1}(\nu/\nu_{0})^{b_{1}}+q_{2}(\nu/\nu_{0})^{b_{2}}$ 的常数加双幂律模型，其中 $b_{1} = <\beta>_\mathrm{GDSE}$ 且 $b_{2} = <\beta>_\mathrm{EGS}$。我们从由 EoR 信号、银河系弥漫同步辐射、河外源及银河系弥漫自由—自由发射组成的模拟干涉数据估计 EoR 功率谱。我们表明，通过联合估计 EoR 信号模型与大频谱尺度模型的常数加双幂律参量化，可在数据集可达的所有空间尺度上恢复 EoR 功率谱的无偏估计，包括在早期工作中被发现受污染的大空间尺度。