量化月球和行星掩星对实验性全球21厘米宇宙学的影响
天体物理仪器与方法
2026-02-25 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
来自宇宙原子氢超精细跃迁的全球21厘米信号,理论上通过分析其相对于射电背景的吸收和发射来追踪早期宇宙的状态。自首次提出以来,由于强银河前景辐射掩盖了该跃迁,探测这一信号对天文学家来说一直是一个挑战。旨在模拟然后移除这些前景的前向建模技术已被提议作为解决此问题的方法。然而,该技术需要对所涉及的前景有精确和准确的理解。随着我们进入下一个主要月球静止期,月球将能够以用于模拟这些前景的星图未考虑的方式掩蔽天空的高功率区域,从而干扰信号恢复。我们表明,在玩具案例中,来自月球或其他邻近天体的掩星导致我们预期和实际前景的不匹配为百万分之15,会使信号恢复误差增加高达20%。我们表明,当月球位于银河系中心方向时,这种程度的干扰可能发生,并且当天线波束的高方向性区域发生这种对齐时会被放大,导致高达百万分之180的干扰,产生115%的信号恢复误差。这使我们能够识别应主动避免的月球对齐场景,以保持信号保真度。我们还证明,一个视尺寸小于月球的天体,如金星,不太可能因掩星引起任何信号干扰,给出<百万分之2的基础星图误差。
引用
@article{arxiv.2509.11679,
title = {Quantifying the Impact of Lunar and Planetary Occultation on Experimental Global 21 cm Cosmology},
author = {Joe H. N. Pattison and Dominic J. Anstey and Eloy de Lera Acedo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.11679},
year = {2026}
}
备注
10 Pages, 11 Figures