基于自旋的 21cm 强度映射巡天中仪器系统误差的消除

即将到来的宇宙学强度映射巡天将开启观测宇宙的新窗口，但它们必须首先克服若干显著的系统效应，包括偏振泄漏。我们提出一种形式体系，利用扫描策略信息来建模不同仪器系统误差对“单碟”（自相关）巡天中恢复出的宇宙学强度信号的影响。该建模依据自旋对称性对不同系统误差进行分类，使其特别适用于处理偏振泄漏。我们展示了如何利用该形式体系计算不同系统误差随扫描策略预期的污染程度。最重要的是，我们展示了如何基于自旋特性通过成图（map-making）将系统误差与强度信号分离。我们利用一组玩具模型，针对若干简单仪器系统误差演示了这一点，表明其能显著减小对观测强度信号的污染。关键在于，与现有前景去除技术不同，该方法对频率上非平滑的信号（例如偏振前景）同样有效。这些成图方法易于应用，并代表了针对即将到来的 21cm 强度映射巡天中去除系统误差的现有技术的正交且互补的途径。