从波束卷积21厘米相关函数多极矩中统计恢复BAO尺度

尽管被设计为干涉仪，MeerKAT 射电阵列（一台 SKA 探路者）也可用于自相关（‘单碟’）模式，其中每面碟形天线独立扫描天空。以该模式运行可实现极高的巡天速度，尽管角分辨率显著降低。我们研究从此类低角分辨率 21cm 强度映射巡天所测得红移空间相关函数多极矩中恢复重子声学振荡（BAO）尺度。我们的方法是构建相关函数多极矩及其协方差矩阵的解析模型，该模型包含前景污染与波束分辨率效应，并由此生成一组模拟数据向量，尝试从中恢复 BAO 尺度。与先前研究一致，我们发现横向 BAO 尺度 $\alpha_{\perp}$ 的恢复受到仪器波束随红移增大而产生的强平滑效应的阻碍，而径向尺度 $\alpha_\parallel$ 则稳健得多。多极矩形式化方法在可用时自然纳入横向信息，因此无需仅做径向分析。特别地，相关函数的四极矩即使在较大平滑尺度下仍保留 distinctive 的 BAO‘隆起’特征。我们还研究了 BAO 尺度恢复对波束模型精度、前景剔除截断严重程度以及协方差矩阵模型精度的鲁棒性，发现在所有情况下径向 BAO 尺度均可被准确、无偏地恢复。