利用中等规模低频偶极子阵列测量再电离红移
宇宙学与河外天体物理
2011-05-23 v3
摘要
第一代宇宙学21厘米观测台的设计分为两类：一类是单偶极子实验，通过积分大面积天区寻找再电离的全球（光谱）特征；另一类是干涉仪，具有角分级的角分辨率，旨在测量再电离期间电离区域的三维功率谱。我们研究了具有完整傅里叶（uv）覆盖的中等规模仪器是否能够对再电离施加新的约束。我们发现，即使不采用完整的功率谱分析，原则上也可以通过测量多个波束之间21厘米信号随频率变化的方差（在约1度角尺度上）来测量再电离的全球红移z_reion。在此尺度上，当平均中性分数约为50%时，差分亮温度的波束间方差达到峰值，从而为z_reion提供了一个便捷的标志。我们选择约1度的低角分辨率，以利用电离区域的物理尺度并最大化信噪比。在此角尺度下，只要用于低分辨率成像的紧凑核心内的uv覆盖是完整的，热噪声、前景和仪器效应也应是可控的。例如，我们发现，利用现有的MWA原型（仅32×16个偶极子），在约1度角分辨率和2.4 MHz光谱分辨率下，经过约500小时的积分，有可能将z_reion的探测红移不确定度控制在约1以内。
引用
@article{arxiv.1006.5460,
title = {Measuring the Redshift of Reionization with a Modest Array of Low-Frequency Dipoles},
author = {Jonathan M. Bittner and Abraham Loeb},
journal= {arXiv preprint arXiv:1006.5460},
year = {2011}
}
备注
11 pages, 7 figures. Version published in JCAP (appendix removed, some clarifications and changes to definitions)