探测再电离时期的精密阵列：8 站结果

我们正在开发探测再电离时期的精密阵列（PAPER），以探测早期宇宙中第一颗恒星和星系形成时的 21cm 辐射。我们描述了整体实验策略和架构，并总结了两项 PAPER 部署：位于西澳大利亚低射频干扰（RFI）环境中的 4 天线阵列，以及位于我们原型站点西弗吉尼亚州 Green Bank 的 8 天线阵列。基于这些活动，我们报告了系统性能，包括主波束模型验证、系统增益对环境温度的依赖性、接收机和整体系统温度的测量，以及每个部署站点的 RFI 环境特征。我们利用来自两个阵列的数据，合成了一张覆盖 139 MHz 至 174 MHz 的全天图，其灵敏度低至 80 mJy（在 154 MHz 处波束大小为 2.15e-5 球面度时对应 4.9 K），并具有 10 mJy（620 mK）的热噪声水平，这表明了通过更好的前景扣除所能达到的水平。我们计算了冷区的角功率谱（$C_\ell$），发现其主要由点源主导，但在较低射电频率和角波模下也有银河系同步辐射的贡献。尽管前景的宇宙方差主导了这些功率谱的误差，我们在中心频率为 164.5 MHz、带宽为 1.46-MHz 的条件下，测得 $\ell=100$ 处的热噪声水平为 310 mK。该灵敏度水平比与再电离相关的 21cm 辐射涨落水平高出约三个数量级。