优化 MWA EoR 数据处理以改进 21 cm 功率谱测量——电离层修正的精细调节

宇宙最初十亿年间中性氢发射的红移宇宙学 21 cm 信号相对于其他银河系与河外射电辐射要微弱得多，这对其探测构成了巨大挑战。因此，精确的仪器校准是旨在探测 21 cm 信号的 Murchison Widefield Array（MWA）等射电干涉仪取得成功的重要前提。过去几年中，针对 EoR 科学的功率谱范式的新颖校准技术被积极研究并在可能时予以实施。利用近期为 MWA 获取的计算资源，我们测试了 MWA EoR 项目可用的最先进校准技术的全部能力，重点关注方向相关与方向无关校准。具体而言，我们研究了在混合前景缓解方法（结合前景相减与规避的方法）中应用的天空建模、电离层修正和致密源前景相减等关键校准阶段的改进。此外，我们研究了一种利用插值电离层相位屏进行电离层修正的方法，并评估其在功率谱空间中的表现。总体而言，我们确定了一种精炼的 RTS 校准配置，其在 $0.1 \; \text{hMpc}^{-1}$ 尺度上使 EoR 窗口功率污染至少降低 2 倍。该改进标志着向利用 MWA 及即将建成的 SKA low 望远镜探测 21 cm 信号又迈进了一步。