通过SKA观测HI 21cm信号测量红移漂移效应

本研究提出了利用Square Kilometre Array (SKA)望远镜测量通过HI 21cm信号的红移漂移的方法，采用半年为一个观测周期，位于红移约z附近，主要目标是以毫米每秒 (mm/s) 的精度直接衡量宇宙的加速膨胀率。SKA能够探测到来自单个星系的约10亿个HI 21cm发射信号，红移可达z约2，同时能够探测来自z约13的亮源天体上约千个阻吸线，灵敏度下限为100 mJy。通过利用SKA的高分辨率设置（0.001、0.002、0.005、0.01 Hz）来检测红移漂移，特别关注0.001和0.002 Hz的配置，旨在通过0.5年的观测周期实现必要的mm/s精度。速度漂移率由两个运行 regime 内0.01至0.21 mm/s和0.031至0.17 mm/s的区间决定，这些结果超过了理论精度限制的1.28 mm/s。该分析彻底限制了与暗能源相关的宇宙学参数，通过从HI 21cm发射和阻吸线中利用Sandage-Loeb (SL)信号。它估计了大约70 km/s/Mpc的H_0，接近0.3的Omega_m，w接近-1，w_0约为-1，w_a接近-0.1。这些结果强有力地支持SL效应作为确认宇宙加速和探索暗区在SKA中的实时天体学的有效方法。