低红移 HI 强度映射中非线性功率谱的建模

我们提出了一种基于模拟的框架，用于预测在非线性尺度 ($k\gtrsim 1\ {\rm Mpc^{-1}}$) 上的 HI 功率谱，这种功率谱通过像 MeerKAT 这样的干涉仪阵列在低红移 ($z\leq 1.0$) 的宇宙中测得。基于星系基准的 HI 模拟目录，我们细致考虑了各种因素，包括 HI 盘的发射线轮廓和一些观测设置，并探讨了它们对 HI 功率谱的影响。虽然在这些尺度上对 HI 发射线轮廓形状的敏感性相对较小，但我们发现其与轮廓宽度之间的强相关性，这一宽度在本文中称为全宽半最大值为 (FWHM，也称为 $W_{\rm 50}$)。通过将 $W_{50}$ 作为 $v_{\rm max}$ 的函数来建模宽度函数，我们为每个 HI 源分配发射线轮廓，并发现所得的 HI 功率谱与来自 IllustrisTNG 气动力学模拟中粒子的结果相当接近。在实现与 MeerKAT 数据相匹配的 $k$ 空间切割后，我们的预测复制了 MeerKAT 在 $z\approx 0.44$ 处的测量趋势，尽管振幅显著较低。利用蒙特卡洛马尔可夫链采样方法，我们约束了 $W_{\rm 50}$ 模型中的参数 $A_{W_{\rm 50}}$ 和 $\Omega_{\rm HI}$，并发现这两个参数之间存在强烈的退化关系。