来自CMB与21厘米交叉相关的局域非高斯性
宇宙学与河外天体物理
2023-07-28 v1
摘要
来自暗时代（z ≃ 30-100）的21厘米亮温度涨落将使我们能够在极小尺度（>0.1 Mpc^{-1}）上探测暴胀时期，这是宇宙微波背景实验无法触及的。结合从不同红移切片收集信息的可能性，21厘米双谱有潜力显著改进对原初非高斯性的限制。然而，近期工作表明次级效应会在协方差矩阵中引入非对角项，可显著影响预测限制，尤其在挤压构型达到峰值信号中，如局域双谱。本文提出三点 ⟨21-21-CMB⟩ 双谱交叉相关作为一种对原初局域非高斯性敏感的新独立观测通道。我们发现，与21厘米双谱相反，对于 f_{NL}^{loc} ~ 1 的值，次级贡献相对于原初信号为次主导，导致协方差矩阵中非对角项的影响可忽略。我们预测，CMB的T与E模式同理想的宇宙方差极限21厘米实验（频率分辨率0.1 MHz、角分辨率0.1角分）交叉相关可达到 f_{NL}^{loc} ~ 6 × 10^{-3}。该预测表明，CMB与21厘米实验的交叉相关可作为一种替代21厘米自谱的可行方案，以实现对原初局域非高斯性前所未有的限制。
引用
@article{arxiv.2307.15046,
title = {Local non-Gaussianities from cross-correlations between the CMB and 21-cm},
author = {Giorgio Orlando and Thomas Flöss and P. Daniel Meerburg and Joseph Silk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.15046},
year = {2023}
}
备注
38 pages, 14 figures, code available at https://github.com/GiorgioOrlando/21cm_CMB_cross