基于模拟推断的 REACH 宇宙黎明与再电离时期全天平均 21-cm 信号
宇宙学与河外天体物理
2025-06-16 v2 天体物理仪器与方法
摘要
来自宇宙黎明与再电离时期的红移 21-cm 信号携带着关于早期宇宙宇宙学与天体物理学的宝贵信息。分析全天平均 21-cm 信号实验的数据需要在一个复杂的参数空间中探索，处理诸如前景、波束不确定性、电离层畸变和接收机噪声等各种因素，以搜寻 21-cm 信号。对于如此复杂的模型，用于建模这些效应的传统基于似然的采样方法在计算上可能变得极具挑战，这使得在分析中纳入具有物理动机的 21-cm 信号模型变得不可行。此外，推断过程受限于所假设的似然函数形式。我们展示了通过截断边缘神经比率估计（TMNRE）进行的基于模拟的推断如何能以较低的计算成本自然地处理这些问题。我们利用 TMNRE 针对模拟的观测数据估计了模型参数的后验分布，其中包含了波束加权前景、具有物理动机的 21-cm 信号和辐射噪声。我们发现，通过分析来自多个时间切片和天线的数据来最大化信息含量，可以显著改善参数约束并增强对宇宙学信号的探索。我们讨论了 TMNRE 在当前 REACH 实验配置中的应用，并展示了其在探索新途径方面的潜力。
引用
@article{arxiv.2403.14618,
title = {Simulation-Based Inference of the sky-averaged 21-cm signal from CD-EoR with REACH},
author = {Anchal Saxena and P. Daniel Meerburg and Christoph Weniger and Eloy de Lera Acedo and Will Handley},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.14618},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 10 figures, Published in RAS Techniques and Instruments