使用 SKA-Low 测量 21 厘米多频角功率谱的预测

光锥（LC）效应导致红移 21 厘米信号 $T_{\rm b}(\hat{\bf n},\nu)$ 的平均值及统计性质随频率 $\nu$（或宇宙时间）变化。因此，信号沿视线方向的统计均匀性（遍历性）被打破。这是一个严重的问题，尤其是在再电离纪元（EoR），此时中性氢平均比例（$\bar{x}_{\rm HI}$）随着宇宙演化而迅速变化。这也将给大带宽观测带来复杂性。这些效应意味着 3D 功率谱 $P(k)$ 无法量化信号的全部二阶统计量，因为它假设信号沿视线方向是遍历且周期性的。作为 $P(k)$ 的恰当替代，我们使用多频角功率谱（MAPS）${\mathcal C}_{\ell}(\nu_1,\nu_2)$，它不假设信号沿视线方向是遍历且周期性的。在此，我们研究利用即将到来的 SKA-Low 未来观测测量 EoR 21 厘米 MAPS 的前景。忽略前景的任何贡献，我们发现，在总观测时间 $t_{\rm obs} \ge 128\,{\rm hrs}$ 跨越 $\sim 44\,{\rm MHz}$ 观测带宽的条件下，可以在角尺度 $\ell \sim 1300$ 处以 $\ge 5\sigma$ 的置信水平测量 EoR 21 厘米 MAPS。我们还通过避免 $(k_\perp, k_\parallel)$ 平面内前景楔形区所包含的信号，定量地讨论了前景对 MAPS 可探测性预测的影响。这些结果对于即将进行的大带宽 EoR 实验非常相关，因为之前的预测都局限于在较小频率（或等效地，红移）区间内单独分析信号。