通过双谱量化 EoR 21-cm 信号的非高斯性

再电离时代 (EoR) 21-cm 信号预期具有高度非高斯性，且这种非高斯性预期会随着再电离状态的推进而演化。因此，该信号在不同 Fourier 模式 ($k$) 之间将存在相关性。功率谱无法捕捉信号中的这种相关性。我们使用一种高阶估计量——双谱——来量化这种演化的非高斯性。我们利用一组模拟的 21-cm 信号和大量各种 $k$ 三角形构型来研究双谱。我们观察到驱动信号非高斯性的两个竞争源：中性分数 ($x_{\rm HI}$) 场的涨落和物质密度场的涨落。我们发现，来自这两个源的非高斯贡献会发生变化，具体取决于再电离的阶段以及所研究的 $k$ 模式。我们表明，双谱的符号可作为识别这两个成分中哪一个在驱动非高斯性的独特标记。我们提出，当作为三角形构型 $\cos{\theta}$ 的函数绘制时，双谱在 EoR 某一特定阶段的符号变化，可作为探测 21-cm 信号的确认性检验。我们还提出了一种新的综合方法，通过信号在功率谱与等边双谱即 $P(k)-B(k, k, k)$ 空间中的轨迹，来可视化信号演化（随演化的 $\overline{x}_{\rm HI}$ 或红移变化）。