宇宙重化时期 21 厘米信号的多频率角功率谱
天体物理学
2008-11-26 v2
摘要
对红移 HI 的 21 厘米辐射的观测是探测重化过程的重要未来手段。我们考虑多频率角功率谱 (MAPS) 来量化 HI 信号的统计特性，作为角多极子 l 和频率分离 Δν 的联合函数。两个不同频率的信号预计随 Δν 增大而失相关，量化这种失相关性对于决定未来 HI 观测的频率分辨率尤为重要。这也预计在从前景中提取信号方面发挥关键作用，因为信号预计随 Δν 增大而比前景（主要是连续体源）失相关得更快。在本文中，我们发展了将 MAPS 与三维 HI 功率谱各组成部分相关的公式，考虑了 HI 特异速度。我们表明，平坦天顶近似在感兴趣的角尺度上提供了很好的表示，最终得到一个非常简单易计算和解释的表达式。我们考虑两种 HI 分布模型：(i) DM：HI 跟随暗物质；(ii) PR：通过两个参数包含不规则重化效应。我们发现，尽管 DM 信号基本特征less，PR 信号在单个气泡的角尺度处达到峰值，信号在大气泡尺度下有显著增强。对于 l ~ 100 的大多数情况，信号在 Δν ~ 1 MHz 或更小时失相关，而在 l ~ 10^3 时约为 ~ 0.1 MHz。Δν 依赖性还携带了气泡尺度和偏差的印记，预计将是探测重化场景的重要手段（已删减）。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0605546,
title = {The multi-frequency angular power spectrum of the epoch of reionization 21 cm signal},
author = {Kanan K. Datta and T. Roy Choudhury and Somnath Bharadwaj},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0605546},
year = {2008}
}
备注
Accepted for publication in MNRAS. Revised to match the accepted version