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光锥效应对再电离21厘米信号的影响II:演化、各向异性和观测意义

宇宙学与河外天体物理 2015-06-18 v2

摘要

再电离时期的HI 21厘米功率谱测量将受到沿视线方向信号演化的影响。我们使用数值以及半数值模拟,在607 Mpc立方体积中研究这种所谓的光锥效应对HI 21厘米功率谱的影响。我们发现光锥效应在再电离的两个不同阶段影响最大:再电离完成约20%和约80%时。在模拟中最大尺度上发现功率谱放大因子约4。我们没有发现由于光锥效应导致的21厘米功率谱显著各向异性。我们认为要使功率谱各向异性,光锥效应必须使电离气泡沿视线显著拉长或压缩,这需要极端再电离场景。我们还计算了平行和垂直于视线的两点相关函数,发现它们不同。最后,我们计算了最佳频率带宽,低于该带宽时从观测提取功率谱可忽略光锥效应。我们发现,如果接受10%的光锥效应误差,对于k=0.056Mpc1k= 0.056 \, \rm{Mpc}^{-1}的最佳频率带宽约为7.5 MHz。对于k=0.15k = 0.150.41Mpc10.41 \, \rm{Mpc}^{-1},最佳带宽分别约为11和16 MHz。

关键词

引用

@article{arxiv.1402.0508,
  title  = {Light cone effect on the reionization 21-cm signal II: Evolution, anisotropies and observational implications},
  author = {Kanan K. Datta and Hannes Jensen and Suman Majumdar and Garrelt Mellema and Ilian T. Iliev and Yi Mao and Paul R. Shapiro and Kyungjin Ahn},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1402.0508},
  year   = {2015}
}

备注

17 pages, accepted for publication in MNRAS, minor changes