十米波段的射电复合谱线：未来展望

本文探讨了若干新兴和未来仪器在200 MHz以下频率研究射电复合谱线（RRLs）的适用性。这些谱线仅产生于电离星际介质的低密度区域，并可能成为下一代试图探测再电离和黑暗时代中性氢信号（“21厘米宇宙学”）实验的频率相关前景。我们总结了现有的十米波段RRL观测，这些观测仅探测到碳RRL。随后我们表明，对于干涉阵列，限制RRL探测和研究的主要仪器因素是阵列的面积填充因子。我们考虑了长波阵列（LWA-1）、低频阵列（LOFAR）、平方公里阵列的低频组件（SKA-lo）以及未来的月球射电阵列（LRA），所有这些都将在十米波段运行。这些阵列提供数字信号处理，应能产生更稳定、定义更清晰的频谱带通；更大的频率调谐范围；以及比过去用于RRL观测的上一代仪器更好的角分辨率。探测光学深度为10^-3量级的银河系碳RRL，对于所有这些阵列似乎都是可行的，积分时间不超过100小时。SKA-lo和LRA，以及最低频率下的LWA-1和LOFAR，应具有足够高的填充因子，以在几百小时内探测到光学深度低至10^-4量级的谱线。银河系中可能成为21厘米宇宙学研究目标的高银纬区域中，含有RRL的气体数量目前未知。然而，如果存在，来自RRL的频谱波动可能达到或超过预期的中性氢信号。