Diffuse Galactic emission 对高红移 21 cm 观测中方向无关增益标定的影响

本研究考察了扩散星际辐射 (DGE) 对基于 LOFAR 观测高红移 21 cm 中中性氢信号 Epoch of Reionization (EoR) 观测中方向无关 (DI) 增益标定的影响。我们使用包含点源目录和 DGE 的真实 sky model 模拟了 LOFAR 在 147-159 MHz 的观测。模拟的观测仅使用点源目录进行 DI 增益标定，并采用 LOFAR-EoR 数据分析管道。对功率谱 (PS) 进行完整分析，以衡量使用仅包含点源的 PSO sky model 进行 DI 增益标定时，相对于热噪声引入的系统偏置——该标定应用于同时包含点源和 DGE 的模拟数据。结果与包含仅点源的模拟 sky 和标定模型的 ground truth 场景进行了比较。此外，计算了观测对之间的交叉相干性，以确定 DI 增益标定误差在 PS 空间特定区域随积分时间是否在特定区域是相干的。我们发现，使用不包含 DGE 的 PSO sky model 进行 DI 增益标定会在 $k_{\parallel}$ < 0.2 $h\,\mathrm{Mpc}^{-1}$ 的 bin 中引入 PS 的系统偏置。这些 bin 中的 PS 误差在时间和频率上是相干的；因此，该偏置可通过高斯过程回归在前景消除步骤中缓解，正如先前研究所示。在相反的情况下，$k_{\parallel}$ > 0.2 $h\,\mathrm{Mpc}^{-1}$ 的误差基本不相干，随噪声而平均。我们得出结论，基于本研究中前景消除前的分析，DI 增益标定期间未包含 DGE 的 sky model 可能不会成为当前 LOFAR-EoR 上限中 21 cm 信号 PS 多余噪声的主要贡献。