利用锥形网格化估计器在 $z=2.28$ 处通过 uGMRT 进行 21-cm 强度映射——IV. 宽带分析

我们提出了一种宽带锥形网格化估计器 (TGE)，该估计器结合了基线迁移和主波束方向图的变化，用于利用大频率带宽射电干涉观测进行中性氢 (${\rm H\hspace{0.5mm}}{\scriptsize {\rm I}}$) 21-cm 强度映射 (IM)。在此，我们分析了 $394-494 \, {\rm MHz}$ $(z = 1.9 - 2.6)$ 的 uGMRT 数据，以估计多频角功率谱 (MAPS) $C_\ell(\Delta\nu)$，并利用我们早期工作中开发的多项式拟合 (PF) 和高斯过程回归 (GPR) 方法从中去除了前景。利用残差 $C_\ell(\Delta\nu)$ 来估计均方 21-cm 亮温度涨落 $\Delta^2(k)$，我们发现其在多个 $k$ 区间内与 $0 \pm 2 \sigma$ 一致。由此得到的 $2\sigma$ 上限 $\Delta^2(k) < (4.68)^2 \, \rm{mK^2}$（在 $k=0.219\,\rm{Mpc^{-1}}$ 处）比之前从相同数据的较小带宽 ($24.4 \, {\rm MHz}$) 获得的限制紧了近 15 倍。$2\sigma$ 上限 $[\Omega_{{\rm H\hspace{0.5mm}}{\scriptsize {\rm I}}} b_{{\rm H\hspace{0.5mm}}{\scriptsize {\rm I}}}] < 1.01 \times 10^{-2}$ 与独立估计的 ${\rm H\hspace{0.5mm}}{\scriptsize {\rm I}}$ 质量密度 $\Omega_{{\rm H\hspace{0.5mm}}{\scriptsize {\rm I}}}$ 和 ${\rm H\hspace{0.5mm}}{\scriptsize {\rm I}}$ 偏倚 $b_{{\rm H\hspace{0.5mm}}{\scriptsize {\rm I}}}$ 的预期值在一个数量级内。此处使用的技术可应用于其他望远镜和频率，包括 $\sim 150 \, {\rm MHz}$ 的再电离时期 (Epoch of Reionization) 观测。