全局21-cm信号的参数化及单偶极实验的参数估计

从低频总功率测量中提取全局21-cm信号的一种方法是参数化对数据的不同贡献，然后拟合这些参数。我们考察了21-cm信号本身的参数化，并提出了一种基于使用tanh函数对莱曼-alpha背景、IGM温度和氢电离分数进行建模的参数化方法。与早期基于在信号极大值和极小值之间插值的方法相比，该方法能更好地捕捉物理建模代码给出的信号形状，并赋予了更高程度的物理合理性。这使得对信号转折点的约束偏差更小，即使这些点并未被显式拟合。通过丢弃那些参数化描述不够稳健的信息，也可以减轻偏差，例如忽略来自转折点之间协方差或信号高频部分的详细形状信息，或者通过拟合更复杂的前景模型对信号高频部分进行边际化。这些拟合具有足够的精度，可用于收集了1000小时数据的实验，尽管在这种情况下，选择不包含最亮前景区域的观测窗口可能很重要。我们所假设的指向性单天线观测和极宽带拟合使得这些结果特别适用于诸如黑暗时代射电探测器（Dark Ages Radio Explorer）之类的实验，该实验将从低月球轨道的洁净环境、在月球背面获取数据来研究全局21-cm信号。