低红移宇宙干涉式 HI 强度映射的前景减缓最优策略探讨

我们开展了首项案例研究，致力于为低红移下使用射电干涉仪的中性氢（HI）强度映射开发最优前景减缓策略。我们构建了一套用于模拟、前景减缓和功率谱估计的流水线，可用于 MeerKAT 和平方公里阵列天文台（SKAO）的正在进行及未来巡天。该流水线模拟真实天空信号以根据仪器和观测参数生成可见度数据，随后用于前景减缓和功率谱估计。我们发展了在可见度空间估计温度功率谱的二次估计形式。利用 MeerKAT 望远镜在红移范围 z~0.25-0.30（对应 MeerKAT International GHz Tiered Extragalactic Exploration (MIGHTEE) 巡天）的观测参数，我们给出一个比较不同前景减缓方法的案例研究。我们发现，与前景规避相比，可见度空间中的成分分离能更准确地估计 HI 成团性，其不确定性小 30%。与可见度空间估计相比，图像域功率谱估计偏差更大、信息损失更多且鲁棒性较差。我们得出结论：在 z~0.25-0.30，MIGHTEE 巡天将能够从高准确度测量从 k~0.5 Mpc$^{-1}$ 到 k~10 Mpc$^{-1}$ 的 HI 功率谱。我们首次表明，在低红移下，可见度空间中的成分分离可抑制视线大尺度上的前景污染，从而允许在更靠近前景楔形的地方测量 HI 功率谱，这对未来探测的数据分析至关重要。