利用锥形网格估计器借助 uGMRT 在 $z=2.28$ 开展 $21$ 厘米强度映射 III：前景去除

中性氢(HI) $21$ 厘米强度映射(IM)是一种探测宇宙大尺度结构的有前景的手段。然而，比其亮几个数量级的前景掩盖了 IM 信号。本文中，我们使用锥形网格估计器(TGE)从 $432.8\,\rm{MHz}$ 处带宽 $24.4\,\rm{MHz}$ 的 uGMRT 第 $3$ 波段数据估计多频角功率谱(MAPS) $C_{\ell}(\Delta\nu)$。在 $C_{\ell}(\Delta\nu)$ 中，前景在整个 $\Delta\nu$ 范围内保持相关，而 $21$ 厘米信号局域于 $\Delta\nu\le[\Delta \nu]$(通常为 $0.5-1\,\rm{MHz}$)内。假设 $\Delta\nu>[\Delta \nu]$ 范围内 $21$ 厘米信号可忽略，我们利用该范围内的 $C_{\ell}(\Delta\nu)$ 对前景建模。将该前景模型外推至 $\Delta\nu\leq[\Delta \nu]$，并从观测到的 $C_{\ell}(\Delta\nu)$ 中减去。在 $\Delta\nu\le[\Delta\nu]$ 范围内的残差 $[C_{\ell}(\Delta\nu)]_{\rm res}$ 被用于约束 $21$ 厘米信号，并对前景减除造成的信号损失进行补偿。发现 $[C_{\ell}(\Delta\nu)]_{\rm{res}}$ 由噪声主导，无任何前景痕迹。利用 $[C_{\ell}(\Delta\nu)]_{\rm res}$ 我们约束了 $21$ 厘米亮度温度涨落 $\Delta^2(k)$，并在 $k=0.247\,\rm{Mpc}^{-1}$ 处得到 $2\sigma$ 上限 $\Delta_{\rm UL}^2(k)\leq(18.07)^2\,\rm{mK^2}$。我们进一步得到 $2\sigma$ 上限 $[\Omega_{{\rm HI}}b_{{\rm HI}}]_{\rm UL}\leq0.022$，其中 $\Omega_{{\rm HI}}$ 和 $b_{{\rm HI}}$ 分别为共动 HI 密度与偏置参数。尽管该上限比预期的 $21$ 厘米信号大约 $10$ 倍，但相比此前在同一数据上采用前景规避的工作 tightened $3$ 倍。