利用50-170 MHz模拟REACH观测进行同步辐射与自由-自由发射成图

全球 21cm 实验旨在通过将氢 21cm 信号从可能比信号亮数个数量级的前景发射中分离出来，以探测该信号。REACH（宇宙氢分析射电实验）通过对现有天图联合拟合信号和前景光谱参数，对天空进行正向建模。拟合得到的参数在 50-170 MHz 的完整观测频段上产生了光谱受限、绝对校准的射电天空图，这是迄今成图的最低连续频率之一。我们利用复杂程度递增的物理动机前景模型（从纯同步辐射幂律模型开始，然后引入可变振幅、曲率和自由-自由发射分量），评估了 REACH 拟合 21cm 信号和恢复准确前景图的能力。我们基于 Global Sky Model 和 Python Sky Model，针对相应复杂前景的模拟 REACH 观测对这些模型进行了评估。为了恢复 21cm 信号，更复杂的数据集需要相应复杂的模型，但这引入了简并性，限制了对前景参数的准确恢复。拟合具有独立同步辐射和自由-自由发射的前景能够实现分量分离的天空成图，其应用超越了射电宇宙学；同步辐射在整个天空上恢复良好，但自由-自由发射的恢复受限。因此，REACH 除了探测 21cm 信号的首要目标外，还能够以独特的低频率探测银河系物理。