Probing Kinematic Anisotropies in the Stochastic Gravitational Wave Background with the SKA
Swansea University（斯旺西大学）
本文利用最优估计和Fisher技术预测SKA对纳米赫兹随机引力波背景运动学偶极子的探测灵敏度，发现即使联合Gaia-like天体测量仍低于检测阈值，需新策略。
2026-06-26 astro-ph.CO gr-qc
Cross-Comparison of Galaxies Detected in the CSST Spectroscopic Survey and the SKA HI Survey
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Shanghai Normal University（上海师范大学）
本文提出一个前瞻性建模框架，比较CSST光谱巡天和SKA HI巡天中发现的星系，研究冷气体与恒星质量的关系及BTFR，并分析HI信号的堆叠效应及光学-HI交叉相关功率谱。
2026-05-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing primordial non-Gaussianity with SKA galaxy redshift surveys: a fully relativistic analysis
平方公里阵列（SKA）将对数千万到数亿个HI星系进行光谱调查，最终覆盖30，000平方公里。°的并延伸到红移z~2。SKA探测的巨大体积将允许对原始非高斯性的一些最佳约束，基于对大尺度功率谱的测量。我们调查各种观测设置HI星系红移调查，兼容SKA第1阶段和第2阶段（全SKA）配置。我们使用相应的数量计数和偏差为每个调查从现实的模拟和衍生的放大偏差和源计数的演变直接从这些。这是第一次，我们产生的预测，充分包括广义相对论对星系数计数的影响。这些对标准分析的修正在非常大的尺度上变得重要，在那里原始非高斯性的信号变得最强。我们的研究结果表明，对于完整的调查，非高斯参数fNL可以被约束到1.54的精度。这将普朗克卫星设定的电流限制提高了五倍，使用了完全不同的方法。
2016-12-02 astro-ph.CO gr-qc
Evolution of thermal and nonthermal radio continuum emission on kpc scales--Predictions for SKA
遥远星系的热和非热射电连续谱（RC）辐射的解析图是理解星际介质（ISM）在星系演化中的作用的有力工具。我们在$0.15<z<3$上模拟了过去的现代恒星形成星系的RC表面亮度，考虑了两种射电尺寸演化的情况：（1）~无演化，（2）~与光学演化相同。我们的目标是研究a）kpc尺度上热辐射和非热辐射的结构，b）在中射频（$\simeq$ 1- 10 GHz）下热分数和同步辐射谱的演化，以及c）建议的SKA 1-MID参考巡天探测RC发射结构的能力。同步辐射光谱与$z$的重叠导致观测到的星系中射电SED在更高的$z$处弯曲。在最近的观测研究报告的光谱指数同意更好地与无大小演变的情况。在这种情况下，在1.4GHz处观测到的平均热分数随红移从$z=0.15$到$z=2$增加了30%以上，这是由于在较高的静止帧频率处同步辐射的下降。质量越大的星系，其热分数越低，非热光谱的平坦化速度越快。SKA 1-MID波段~2参考巡天揭示了M51和NGC 6946类星系（具有${\rm M_{\star}}\simeq10^{10}\,{\rm M}_{\odot}$）直到$z=3$的ISM。这次巡天探测到像M33（${\rm M_{\star}}\simeq10^{9}\,{\rm M}_{\odot}$）这样的低质量星系，它们只在低红移$z\lesssim 0.5$。在SKA 1-MID参考巡天中，为了正确…
2022-05-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Overview: Extragalactic Continuum Science with the SKAO
University of Edinburgh（爱丁堡大学）；Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（伊朗基础科学研究所）；University of Cologne（科隆大学）
本文总结了SKAO河外连续谱科学工作组的关键科学目标，包括利用多波段连续谱观测研究恒星形成、活动星系核、磁场和宇宙射线，以推动星系形成与演化研究。
2026-06-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing statistical isotropy of cosmological radio sources using SKA
目前存在着许多与宇宙学原理不一致的观测。我们审查这些意见，特别强调那些相关的平方公里阵列（SKA）。特别是，几个不同的数据集表明一个优选的方向指向大约室女星系团。在宇宙微波背景辐射（CMBR）温度涨落中，我们也观察到半球各向异性。虽然这些不一致性可能归因于系统效应，但它们仍然有可能表明新的物理学和各种理论已经被提出来解释它们。我们在这篇评论中讨论的一种可能性是，在早期的前暴胀时期，宇宙可能不遵守宇宙学原理时，微扰模式的产生。更好的测量将为这些理论提供更好的约束。特别是，我们提出了测量偶极子的数量，天空亮度，极化流量和极化方向的无线电源。我们还建议测试作为其相对分离的函数的源的线性偏振的对齐。最后，我们建议测量半球各向异性或等效偶极子调制的无线电源。
2016-10-26 astro-ph.CO
Probing Cosmology beyond $Λ$CDM using the SKA
宇宙学原理指出，宇宙在大尺度上是统计均匀和各向同性的。目前有许多意见表明偏离了这一原则。已经证明，这些观测中的许多都可以通过调用超视界宇宙学扰动来解释，并且可能与大爆炸范式相一致。值得注意的是，这些模式同时解释了观测到的哈勃张力，即，哈勃参数的直接和间接测量之间的差异。我们提出了几个测试的宇宙学原理使用SKA。特别是，我们可以可靠地提取的偶极子各向异性的信号分布的射电星系。超视界扰动还预测了一个显着的红移依赖的偶极信号，可以很好地测试的信号的再电离和暗时代的研究使用SKA。我们还建议研究无线电星系轴的排列，以及它们的综合偏振矢量的距离尺度范围从几个百万分之一到全球粒子速度。我们讨论数据分析技术，可以可靠地从数据中提取这些信号。
2023-03-29 astro-ph.CO gr-qc
Exploring the role of SKA surveys with upcoming cosmic microwave background missions in probing primordial features
本文致力于深入探讨即将到来的宇宙微波背景（CMB）任务和平方公里阵列（SKA）调查在探测原始功率谱特征方面的协同能力。根据定义，特征是对最小幂律功率谱的特定尺度依赖的修改。这些特征的函数形式取决于所考虑的通货膨胀情景。如果我们能识别出任何与无特征的幂律功率谱的决定性偏离，我们就能在很大程度上弄清原始宇宙的微观物理。在这里，我们考虑三个重要的理论动机的特征模型，即，夏普特征信号，共振特征信号，凹凸特征。为了研究这些特征，我们将每个特征模型与称为模板的特定尺度相关函数相关联。在这里，我们探索三个不同的基准模型，每个特征模型和每个基准模型，我们比较了36个不同的宇宙学调查组合的灵敏度。我们实现了Fisher矩阵预测方法，以获得未来CMB任务的特征模型参数上的可能约束，即PICO，CORE-M5，LiteBIRD和CMB-S4与即将到来的SKA调查，其中我们探索SKA-Cosmic Shear和SKA-Intensity Mapping调查。此外，还探讨了EUCLID-星系巡天与SKA-Intensity Mapping巡天相结合的意义。为了考虑非线性尺度的理论不确定性在特征参数不确定性估计中传播的可行性，我们采用了与红移相关的尺度上限。为了证明这些未来的调查对特征模型的参数的相对敏感性，我们提出了一个比较分析的所有三个特征模型。
2022-12-28 astro-ph.CO astro-ph.IM
Probing delayed-end reionization histories with the 21cm-LAE cross-power spectrum
为了预测21 cm-LAE互功率谱，我们模拟了21 cm信号和LAE在再电离时期的粒子数演化。我们采用高动态范围模拟的IGM创建的模型是一致的，从CMB，莱曼- $α$森林和LAE人口统计的约束。使用这些模型，我们考虑的演变的交叉功率谱的选择现实的再电离的历史和预测的灵敏度，目前和即将到来的调查，以测量这个信号。我们发现，一个延迟结束再电离的印记可以观察到未来的调查，并强烈的约束，可以放在再电离的进展，迟至$z=5.7$使用斯巴鲁SKA调查。我们预测的信噪比实现的组合斯巴鲁/PFS与MWA，LOFAR，HERA和SKA干涉仪的集成时间为1000小时。我们发现，斯巴鲁-SKA调查可以测量交叉功率谱的后期再电离在$z=6.6$与总信噪比大于5，使得有可能约束的时间和气泡大小在再电离结束。此外，我们发现，将目前的斯巴鲁/PFS调查区域和深度扩大三倍将使总信噪比增加一倍。
2020-03-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing individual sources during reionization and cosmic dawn using SKA HI 21-cm observations
通过HI 21 cm信号中的特征信号探测再电离期和宇宙黎明期的单个光源是探测再电离期的直接途径之一。在这里，我们总结了我们以前的工作，并提出了初步结果的前景，使用SKA 1-低实验检测这样的来源。我们首先讨论了预期的HI 21厘米信号在不同阶段的再电离和宇宙黎明的发光源周围。然后，我们介绍了两个基于可见性的估计检测这样的信号：一个基于匹配滤波技术和其他依赖于简单地结合从不同的基线和频率通道的可见性信号。我们发现SKA 1-low应该能够探测到半径为$R_b \gtrsim 10$ Mpc的电离泡，在红移$z \sim 8$处观测到$\sim 100$ hr，只要平均外中性氢分数$ x_{\rm HI} \gtrsim 0.5$。我们还研究了在已知明亮的类星体周围探测HII区域的可能性，例如Mortlock等人在2011年发现的ULASJ 1120 +0641。我们发现，如果类星体年龄和外部$ x_{\rm HI} $至少分别为$\sim 2 \times 10^7$ Myr和$\sim 0.2$，则用SKA 1-low观测的$600$ hr探测$5 σ$是可能的。最后，我们研究了在宇宙黎明期间探测第一个X射线和Ly-PDMATHAMV源的可能性。我们认为小型类星体一样的来源，在X射线频段发射。我们发现，与总的$\sim 1000$小时的观察，SKA 1-低应该能够检测到这些源单独与…
2016-10-26 astro-ph.CO
SKA - EoR correlations and cross-correlations: kSZ, radio galaxies, and NIR background
宇宙的宇宙黎明（CD）和再电离时代（EoR）可以使用一些提供补充或证实信息的观测探测器进行研究。这些探测器中的每一个都有其自身的系统和统计不确定性。因此，考虑这些数据集包含的互信息是有用的。在本文中，我们讨论了SKA宇宙学21厘米数据之间的互相关的潜力：（i）动力学Sunyaev- Zel'dovich（kSZ）在CMB数据的影响;（ii）星系巡天;（iii）近红外（NIR）背景。
2015-01-18 astro-ph.CO
Probing the nature of Dark Matter with the SKA
暗物质（DM）是我们宇宙和结构形成的基本成分，但它的性质是难以捉摸的天体物理探测。关于WIMP（中性伴子）DM（宇宙学相关DM的主要候选者）的性质和物理特性的信息可以通过研究它们的湮灭/衰变的天体物理信号来获得。在各种各样的E. M。信号，中性伴子湮灭产生的次级电子在星系团和星系的磁化大气中产生同步辐射，可以观察到以DM晕为中心的漫射无线电发射（晕或雾）。用SKA在本地矮星系、低恒星形成的星系区和星系团（具有偏置DM重子分布，如Bullet星系团）中深入搜索DM射电辐射，可以非常有效地限制中性伴子的质量、组成和湮灭截面。对于矮星系，例如天龙座，用SKA 1-MID得到的DM湮灭截面的约束至少比费米-LAT在$γ$射线中得到的限制严格$\sim 10^3$倍。这些限制与B场的值成比例，并且SKA将具有同时确定DM主导结构中的磁场和DM粒子性质的能力。用于检测DM诱导的无线电发射的最佳频带是大约$\sim 1$ GHz，SKA 1-MID频带1和4对于探测低- $ν$（对DM组成敏感）和高- $ν$（对DM质量敏感）的同步加速器光谱曲率是重要的。
2015-01-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
Probing ionized bubbles around luminous sources during reionization with SKA 21-cm observations
Jadavpur University（贾达普大学）；Indian Institute of Technology Indore（印度印多尔理工学院）；The Open University of Israel（以色列开放大学）；Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）
利用SKA 21厘米观测探测再电离时期电离气泡，提出高效估计器和非参数前缀减法方法，推导SNR与气泡参数的标度关系，验证SKA1-Low对电离区域的表征可行性。
2026-01-06 astro-ph.CO
Probing the primordial Universe with MeerKAT and DES
人们通常认为，我们需要等到下一代的调查，如欧几里得，LSST和SKA，以改善目前最好的约束原始非高斯普朗克实验。我们表明，两个当代的调查，与SKA前体MeerKAT和暗能量调查（DES），可以结合使用多示踪剂技术，以提供一个准确的测量$f_{\rm NL}$，是三倍优于普朗克。
2016-12-09 astro-ph.CO
Probing power spectrum enhancement at small scales with the SKA
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Sun Yat-sen University（中山大学）
研究小尺度功率谱增强对再电离历史和离子化场形态的影响，利用21厘米信号探测小尺度功率谱，SKA望远镜有望深入探测。
2026-04-04 astro-ph.CO
Probing galaxy evolution through HI 21-cm emission and absorption: current status and prospects with the Square Kilometre Array
平方公里阵列（SKA）的主要科学目标之一是了解原子氢（HI）气体在整个宇宙时间的星系演化中所扮演的角色。氢原子21厘米超精细跃迁谱线是探测和研究星系中HI气体性质的最佳工具之一。在这篇文章中，我们回顾了我们目前的理解HI气体及其与星系的关系，通过观测的21厘米线的发射和吸收。此外，我们提供了一个概述的HI科学，将可能与SKA和它的前光标和探路者，即HI 21厘米发射和吸收的星系研究，从附近的高红移，将跟踪各种过程的星系演化。
2022-09-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Clusters of galaxies and the cosmic web with SKA
宇宙大尺度结构中的星系团内和星系间介质（ICM，IGM）被磁化到亚微高斯到微高斯水平，并含有宇宙射线（CR）。在这些介质中，CR的加速及其与磁场的演化仍然没有得到很好的理解。与ICM有关的同步辐射源，如射电晕、遗迹和小晕等，是对CR加速机制的直接探索。用射电望远镜，如GMRT、VLA和WSRT（0.15 - 2 GHz）进行的观测揭示了星团的热性质和非热性质之间的比例关系，并证实了激波在形成射电遗迹中的作用以及湍流再加速在形成射电晕和小型晕中的作用。由于现有射电望远镜的限制，对低质量和超星系团尺度系统的宽波段研究和探索是困难的。平方公里阵列（SKA）是下一代射电望远镜，将在0.05 - 20 GHz的频率范围内工作，具有前所未有的灵敏度和分辨率。SKA的预期探测极限将揭示数百至数千个新的射电晕、遗迹和小型晕，为研究提供第一批大型和全面的样本。宽的频率覆盖范围以及对扩展结构的敏感性将能够约束CR加速机制。更高频率（> 5 GHz）的观测将能够使用Sunyaev-Zel'dovich效应来探测ICM压力，除了示踪剂，如头-尾射电源的瓣。SKA还为探测强子模型和湍流再加速模型所预言的ICM的“关态”射电辐射开辟了前景。[删节]
2016-10-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Imaging HII Regions from Galaxies and Quasars During Reionisation with SKA
星系际介质（IGM）在再电离过程中的电离结构对当时流行的未知星系形成物理学很敏感。这种结构将非高斯统计引入到只能通过断层成像研究的红移21厘米波动幅度中，这将清楚地区分不同的星系形成场景。因此，在再电离过程中对电离结构和宇宙学HII区域进行成像是SKA的一个关键目标。例如，具有1公里直径核心的SKA 1-LOW基线设计将解决星系形成模型中预期的HII区域，其中包括对低质量星系形成的强烈反馈。在没有SNe反馈的情况下，对星系形成产生的较小的HII区域进行成像，也将有可能在再电离的后期阶段对SKA 1-LOW进行成像，但可能需要SKA在再电离早期具有更高的灵敏度。除了有足够长的基线来分辨HII区域外，SKA 1-LOW再电离实验的视场至少应该是几度，以便在再电离结束时对最大的HI结构进行成像。具有35米直径测站的基线设计在单个主指向内具有足够用于此目的的视场。
2015-01-17 astro-ph.CO
Probing the Baryon Distribution with Fast Radio Bursts
The University of Sydney（悉尼大学）；University of Cape Town（开普敦大学）；African Institute for Mathematical Sciences（非洲数学科学研究所）；Curtin University（科廷大学）；Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）；ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav)（引力波发现卓越研究中心 (OzGrav)）；Stanford University（斯坦福大学）；Trinity College Dublin（都柏林三一学院）；Stellenbosch University（斯坦陵布什大学）；Aix-Marseille University（艾克斯-马赛大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）；Indian Institute of Technology, Indore（印度理工学院印多尔分校）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
研究利用快速射电暴的色散量散射和与第四代巡天的互相关，预测SKA在从宇宙学到星系尺度约束重子分布的能力，以提升宇宙学推断精度。
2026-07-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing primordial non-Gaussianity via iSW measurements with SKA continuum surveys
普朗克宇宙微波背景实验已经提供了迄今为止对原始非高斯性的最佳约束，排除了产生大的非高斯性的早期宇宙暴胀模型。虽然CMB的限制预计会有小的改进，但下一个精度前沿将来自未来对星系分布的大规模调查。这种调查的优点是，它们可以测量比CMB多得多的模式-特别是，即将与SKA进行的无线电调查将涵盖巨大的数量。射电连续谱巡天提供了最大的数据量，但缺点是没有红移信息。为了减轻这一点，我们使用两个额外的观测值。首先，综合的萨克斯-沃尔夫效应-无线电数计数与CMB温度各向异性的互相关-有助于减少对非高斯性敏感的大尺度上的系统性。其次，光学数据允许交叉识别，以获得一些红移信息。我们表明，虽然单个红移箱的情况下，可以提供一个西格玛（fNL）~ 20，因此是没有竞争力的当前和未来的非高斯约束，层析分析可以提高一个数量级的约束，即使只有两个红移箱。一个巨大的改进是通过增加高红移源来提供的，因此具有高z星系的交叉ID和更高z的射电尾是实现非常精确的fNL测量的关键。我们的研究结果表明，SKA连续调查可以提供与CMB和即将到来的光学调查竞争的限制，可能允许测量西格玛（fNL）~ 1。此外，这些测量将作为一个有用的检查与其他探头在其他红移范围内获得的结果与其他方法。
2015-02-18 astro-ph.CO
Evolution of magnetic fields in galaxies in the frame of hierarchical structure formation cosmology: future tests with the SKA
层次结构形成宇宙学的模拟结果提供了一个工具，以发展一个定期磁场耦合到星系形成和演化的演化模型。我们用发电机理论导出了盘星系和膨胀星系中磁场的放大和有序化的时间尺度。类似于银河系的银河系在$z\approx10$形成了它们的圆盘，并且在2 Gyr（在$z\approx3$）内产生了$μ$ G强度和几kpc相干长度的规则场，但是场排序达到星系大小的相干尺度需要另外6 Gyr（在$z\approx0.5$）。巨大的星系已经在$z\approx10$形成了它们的盘，这使得已经在$z\approx4$的强规则场（具有kpc相干长度）的发电机更有效地产生。矮星系应该在$z\approx1$拥有完全相干的场。这种进化的情况下，模型的预测数量可以通过测量偏振同步辐射和法拉第旋转与计划平方公里阵列进行测试。这个模型被用来模拟在盘状星系和极化无线电天空的平方公里阵列设计研究（SKADS）的一部分，规则的字段的演变。
2009-09-16 astro-ph.CO
Probing Merger Shocks in Galaxy Clusters in the SKA Era
National Centre for Radio Astrophysics, Tata Institute of Fundamental Research（国家射电天文中心，塔塔基础研究所）；Centre for Radio Astronomy Techniques and Technologies, Rhodes University（射电天文技术与方法中心，罗德斯大学）；Institute of Astronomy, National Tsing Hua University（天文研究所，国立清华大学）；Pole Scientific, University Catholic of Lyon（科学系，里昂天主教大学）；Department of Astronomy, Astrophysics and Space Engineering, Indian Institute of Technology Indore（天文学、天体物理学与空间工程系，印度印度理工学院印多尔分校）
利用SKA望远镜的高灵敏度和宽视场，结合X射线观测，研究星系团并合激波及其射电遗迹，揭示粒子加速和磁场演化机制。
2026-06-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
Exploring 21cm - Lyman Alpha emitter synergies for SKA
我们研究了早期星系的再电离和电离特性的签名之间的交叉相关的21厘米发射从自旋翻转过渡的中性氢（HI）和潜在的星系人口，特别是一个子群体的星系可见莱曼阿尔法发射（LAEs）。这两个观测值同时来自$z\simeq6.6$流体动力学模拟（GADGET-2）快照后处理的辐射转移代码（pCRASH）和尘埃模型，我们进行了参数研究，旨在约束平均星系际介质（IGM）电离态（$1-\langle χ_{HI} \rangle$）和再电离拓扑结构（由外向内）。我们发现，在我们的模型中，LAEs占据了致密和最电离的区域，导致LAEs和21厘米发射之间的一个非常强的反相关。1000小时SKA-LOW 1- Subaru Hyper Suprime Cam实验可以提供对$\langle χ_{HI} \rangle$的约束，允许我们区分50%、25%、10%的IGM电离水平和在$r<10$共动Mpc的尺度下完全电离的IGM电离水平（假设SKA的前景回避）。我们的研究结果支持由内而外的再电离的情况下，致密结（下致密的空隙）电离的第一（最后）$\langle χ_{HI} \rangle >= 0.1$。此外，1000小时SKA-LOW 1观测应该能够通过检测到低密度区域（$> 2$弧分尺度）中的低21厘米亮度温度（约2-10 mK）来确认由内而外的情景，与没有LAEs的低密度区域相比，这些区域托管LAEs。
2017-01-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing the Fundamental Nature of Particle Dark Matter
University of the Witwatersrand（威特沃特斯兰德大学）；Rhodes University（罗德岛大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
本文综述了利用SKA射电望远镜搜索WIMP和ALP粒子暗物质的方法，包括射电连续谱观测和偏振测量，并给出了未来SKA望远镜的探测前景。
2026-06-25 astro-ph.CO hep-ph
Observations of the Intergalactic Medium and the Cosmic Web in the SKA era
星系与其周围环境--星系际介质（IGM）的相互作用是星系形成的一个重要方面。星系演化中最基本但尚未解决的问题之一是气体如何在星系内部和周围循环，以及它如何进入星系以支持恒星形成。我们有几条证据表明，所观察到的恒星形成的演化需要在所有时间和所有宇宙尺度上从IGM吸积气体。这种气体在很大程度上仍然下落不明，悬而未决的问题是这种气体存在于何处以及吸积的物理机制是什么。预计这种气体将嵌入由片和丝组成的扩展宇宙网中。这种大尺度的气体细丝是宇宙学数值模拟所期望的，近年来已经取得了重大进展。这种模拟不仅模拟了宇宙网的大尺度结构，而且还研究了中性气体成分。为了在了解IGM中性氢分布方面取得真正的重大进展，必须在亚弧分分辨率下对天空中大面积区域的NHI=10^18 cm-2及以下的柱密度进行探测。这些是今天已知的邻近星系周围最微弱结构的密度，尽管大多数是用单碟望远镜发现的，这些望远镜没有分辨率来分辨这些结构并研究任何运动学。现有的干涉仪缺乏收集能力或短基线，无法实现通常低于NHI=10^19 cm-2的亮度灵敏度。利用现有设施达到较低的柱密度是可行的，但需要非常长的观测时间。SKA将首次打破这些障碍，使干涉观测比现有干涉仪深一个数量级，线性分辨率比单碟望远镜高一个数量级。
2015-01-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Tracing the Cosmic web across Cosmic time through SKA observations of radio galaxies
National Centre for Nuclear Research（国家核研究中心）；University of Tartu（塔尔图大学）；Assam Don Bosco University（阿萨姆唐博斯科大学）；Observatoire de Paris（巴黎天文台）；Collège de France（法兰西公学院）；PSL University（PSL大学）；Sorbonne University（索邦大学）
该研究提出利用平方公里阵列（SKA）观测射电星系，构建框架以追踪不同时期的宇宙网，探究环境等因素对射电星系演化等过程的影响。
2026-07-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Future Observations of Cosmic Magnetic Fields with the SKA and its Precursors
宇宙中磁场的起源是天体物理学和基础物理学中的一个悬而未决的问题。利用即将到来的大型射电望远镜，特别是平方公里阵列进行偏振观测，将开启观测磁场的新纪元，并应有助于了解磁场的起源。低频无线电同步辐射，将与LOFAR，MWA和SKA观测，跟踪低能宇宙射线电子，使我们能够映射在星系的外围区域和晕，在晕和遗迹的星系团和银河系中的弱磁场的结构。将用SKA及其前身ASKAP和MeerKAT观测到的更高频率（1-10 GHz）的偏振，将以前所未有的细节追踪星系盘和中心区域以及星系团遗迹中的磁场。利用ASKAP（POSSUM项目）和SKA对法拉第旋转进行全天巡天测量，测量偏振背景源的密集网格，专门用于测量居间星系、星系团和星系间细丝中的磁场，并将用于模拟银河系中磁场的总体结构和强度。“宇宙磁场”是LOFAR、ASKAP和SKA的关键科学。
2012-08-02 astro-ph.CO
Upcoming SKA precursor surveys and sensitivity to HI mass function
我们描述了一个模拟的星系分布的原子氢含量为重点。我们的目标是利用红移的21厘米线发射的星系调查作出预测。我们考虑到这个模拟的HI质量，圆速度，星系的大小和方向的预期分布。我们使用ASKAP和MeeKAT射电望远镜的灵敏度来估计在即将到来的调查中HI星系的探测数量。我们验证我们的模拟与早期的估计进行了使用这些考虑。我们表明，与早期的模拟，考虑到一些因素，预测的星系数量和它们在质量上的分布显着变化时，所有这些都占。我们描述了我们的预测MIGHTEE-HI和WALLABY调查盲检测星系使用红移21厘米辐射。我们研究了预测的检测次数对HI质量函数的依赖性。我们还描述了我们未来的计划，以改善模拟。
2023-01-16 astro-ph.CO
Probing Graviton Mass with MeerKAT PTA and SKA-PTA Forecasts
China Agricultural University（中国农业大学）；Hangzhou Normal University（杭州师范大学）
该研究利用MeerKAT脉冲星计时阵列数据限制引力子质量，并对SKA-PTA进行预测。通过建模修正色散关系等进行贝叶斯推断，给出不同噪声配置下引力子质量上限，还预测了SKA-PTA灵敏度，展示了PTA观测对测试纳赫兹频段引力的作用。
2026-10-27 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Evolution of the Milky Way in Semi-Analytic Models: Detecting Cold Gas at z=3 with ALMA and SKA
我们预测的能力，阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）和平方公里阵列（SKA），以检测CO和HI发射线的星系在红移z=3。特别关注z=3的银河系（MW）祖细胞，因为它们在24小时内的检测构成了ALMA的关键科学目标。分析依赖于一个半分析模型，它允许建设一个MW祖样品回溯所有模拟当今星系的宇宙历史类似于真正的MW。结果：（i）ALMA可以通过观察CO（3-2）发射来最好地观察z=3处的MW。使用75 km/s通道在24小时内检测到3-sigma随机模型MW的概率约为50%，并且可以通过共同添加CO（3-2）和CO（4-3）线来增加这些几率。这些线落入ALMA带3，因此其代表在z=3处进行MW检测的最佳选择。(ii)在ALMA带geq 6中包含的更高的CO跃迁将是不可见的，除非所考虑的MW祖先碰巧拥有一个主要的星暴或一个活跃的黑洞。(iii)SKA的高频阵列配备28.8 GHz接收机，将成为观测z=3处CO（1-0）的强大仪器，能够在24小时内检测几乎所有模拟MW。(iv)在任何合理的观测时间内，使用SKA的低频阵列在z=3处进行MW的HI检测是不可能的。(v)尽管如此，SKA仍将通过其巨大的瞬时视场（FoV）成为最高的ha测量仪器。假设视场为410平方度，进行为期一年的定向HI巡天，将发现至少10^5个z=2.95-3.05的星系。(vi)如果这些星系的位置和红移可以从光学/红外光…
2013-09-18 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
HI signatures of galaxy evolution
星系内部和周围的HI提供了关于星系形成的各种过程的独特信息：合并，冷气吸积，反馈。通过将现有射电合成望远镜的灵敏度极限推到极限，对附近宇宙中星系的观测开始揭示这些过程的HI特征。本文简要介绍了这些签名。新仪器的能力，如SKA的探路者和前体的简要说明，但最终SKA将提供足够的灵敏度，找到这些HI签名超出本地宇宙。
2011-03-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmological performance of SKA HI galaxy surveys
平方公里阵列（SKA）将进行有史以来最大的光谱星系调查，通过检测来自3/4天空中大约10亿个星系的21厘米中性氢（HI）发射线，达到z~2的红移。这将使红移空间物质的功率谱和相应的暗能量观测值能够以前所未有的精度测量。在本文中，我们提出了一个改进的模型的HI星系数计数和偏差的半解析模拟，并使用它来计算HI星系的预期产量从各种阶段1和2 SKA配置的调查。我们通过预测重子声学振荡（BAO）特征的径向和横向尺度上的误差来说明不同调查的相对性能，发现SKA 2的完整“十亿星系调查”将提供任何当前或未来大尺度结构调查的最大暗能量品质因数。
2015-03-31 astro-ph.CO
Magnetic fields in nearby galaxies: prospects with future radio telescopes
宇宙中磁场的起源是天体物理学和基础物理学中的一个悬而未决的问题。我们目前的知识仅限于强磁场区域和星系的恒星形成盘。以低频发射的低能电子遭受的能量损失较少，并且可以进一步传播到星系际介质中。前景有三方面：首先，LOFAR将绘制星系和银河系外部区域和晕圈中弱磁场的结构。偏振辐射是过去与其他星系和星际介质相互作用的一个很好的示踪剂。其次，需要用EVLA和SKA在高频率上进行高分辨率偏振观测，以前所未有的细节追踪星系盘和中心区域的磁场结构。SKA还可以探测到来自遥远的、无法分辨的星系的偏振辐射。第三，法拉第旋转测量（RM）是由发电机机制产生的规则磁场的签名。对偏振背景源的法拉第旋转测量的全天巡天将用于模拟银河系、星系的星际介质和星系间介质中规则磁场的结构和强度。这将开启宇宙磁场观测的新纪元。为低频天线阵、计划中的平方公里天线阵和澳大利亚平方公里天线阵开拓者望远镜组织了关于宇宙磁性的"关键科学"项目。
2009-09-01 astro-ph.CO
Probing higher-order primordial non-Gaussianity with galaxy surveys
通过平方公里阵列（SKA）的射电连续星系调查，欧几里德的光度星系调查及其组合，我们预测了未来对原始非高斯性的限制。我们重点研究了局域型高阶非线性参数对参数估计的潜在影响，特别是暴胀相容性不等式的证明。非标准的暴胀模型，如多场模型，引入了大尺度下星系的尺度依赖随机成团，这是对原初密度涨落产生机制的独特探索。Fisher矩阵分析表明，SKA提供的深度和广度的观测更有利于约束$τ_{\rm NL}$，而Euclid由于红移信息对$f_{\rm NL}$有很强的约束力，这表明两者之间的联合分析对于打破非线性参数之间的简并是非常必要的。完整的SKA和Euclid的组合将达到所需的精度水平，以确认即使是$f_{\rm NL}\approx 1.5$和$τ_{\rm NL}\approx 17$的一致性不等式，虽然它仍然是很难的一个单一的调查，以确认它时，$f_{\rm NL}\lesssim 2.7$。
2016-06-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing the scalar-induced gravitational waves with the Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope and the Square Kilometer Array
Qingdao University of Science and Technology（青岛科技大学）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）
本文利用FAST和SKA提供的上界或下界随机引力波背景数据，结合宇宙微波背景和宇宙学声学振荡数据，约束标量诱导引力波，并通过两种场景预测其参数约束。
2026-04-28 astro-ph.CO
The Square Kilometer Array: cosmology, pulsars and other physics with the SKA
SKA是一种新技术射电望远镜阵列，在巡天中比现有仪器灵敏和快速两个数量级。它将探测宇宙的黑暗时代，就在复合之后，在再电离时期（z=6-15）;它将是唯一的仪器来绘制高红移星系中的原子气体，并确定早期宇宙中暗物质的数量和分布。它不仅将探测和测量数十亿个z=2的星系的红移，而且还将发现和监测我们银河系中大约20000颗恒星。卫星的计时将追踪空间的伸展，能够探测到引力波。双星将有助于在强场中测试引力，并探索广义相对论。这些令人兴奋的前景将在2020年后成为现实。
2015-06-02 astro-ph.CO
Prospects for probing dark matter particles and primordial black holes with the Square Kilometre Array using the 21 cm power spectrum at cosmic dawn
Northeastern University（东北大学）；Liaoning Normal University（辽宁师范大学）；Hangzhou Normal University（杭州师范大学）
SKA通过21厘米功率谱探测暗物质粒子和原初黑洞，有望突破现有限制，提供新的宇宙学见解。
2025-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing scalar-tensor-induced gravitational waves in the nHz band: NANOGrav and SKA
Universidade Federal do Espírito Santo（圣埃斯皮里图联邦大学）；Università di Pisa（比萨大学）；INFN, Sezione di Pisa（意大利国家核物理研究所比萨分部）
本文研究了标量-张量诱导引力波在纳赫兹波段的生成机制，分析其对NANOGrav 15年数据集的贡献，并预测SKA未来观测的探测前景。
2026-10-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Redshifts for galaxies in radio continuum surveys from Bayesian model fitting of HI 21-cm lines
介绍了一种新的贝叶斯HI谱线拟合技术，该技术能够在平方公里阵列（SKA）的射电巡天中获得数百万个星系的光谱红移。这种技术特别适合于低信噪比的制度，红移21厘米HI发射线预计将被观察到，特别是与SKA阶段1，允许强大的源检测。在选择了一组连续体对象相关的大型，宇宙尺度的调查与SKA碟形阵列（SKA 1-MID）的第一阶段，我们模拟数据对应于他们的HI线发射观察到相同的望远镜。然后，我们使用MultiNest嵌套采样代码来找到最佳拟合的参数化线轮廓，为我们提供星系属性（包括红移）的完整联合后验概率分布。这提供了高质量的红移，与红移误差$Δz / z <10^{-5}$，仅从无线电数据的约180万个星系在一个代表性的5000平方度的调查与SKA 1-MID仪器与最新的灵敏度配置文件。有趣的是，我们发现，预测论文中常用的SNR定义并不与使用我们的方法的HI线的实际可检测性相关。我们进一步详细介绍了我们的方法可以改善与每个对象的先验，以及它如何也可以用来给其他观测值，如HI质量函数的强大约束。我们还公开了我们的线拟合代码，可用于其他数据集。
2017-04-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
Constraining the Astrophysics of the Cosmic Dawn and the Epoch of Reionization with the SKA
平方公里阵列（SKA）将提供对早期宇宙的前所未有的看法，使用红移21厘米线的干涉观测。这条21厘米的线探测宇宙气体的热和电离状态，这是由我们宇宙中第一个结构的诞生和演化所决定的。在这里，我们将展示21厘米信号的演变将使我们能够研究第一代星系何时出现，它们的性质是什么，以及星系际介质的结构是什么。我们强调了定性趋势，这将为早期宇宙提供强大的见解。
2015-01-16 astro-ph.CO
A Virtual Sky with Extragalactic HI and CO Lines for the SKA and ALMA
本文给出了银河系外星系中分子气体的原子HI发射线和前十条CO转动发射线的天空模拟。模拟的天空场具有500/h Mpc的共动直径，因此实际视场取决于（用户定义的）最大红移zmax;例如，对于zmax=10，视场产生约4x 4平方度。对于所有的星系，我们估计的线通量，线的配置文件，和HI和CO发射线的角度大小。对于冷氢质量大于10^8 Msun的星系，星系样本是完整的。这个天空模拟建立在一个半解析模型的星系在一个拉姆达冷暗物质（LCDM）宇宙学的宇宙演化。不断发展的CDM分布是从千禧年模拟中采用的，千禧年模拟是在边长为500/h Mpc的立方体箱中进行的N体CDM模拟。这个边长限制了我们天空模拟的相干尺度：它足够长，可以提取星系功率谱中的重子声学振荡（BAO），但第一个声学峰值的位置和幅度将不完全确定。这种天空模拟对未来望远镜的设计和操作是一个有形的帮助，如SKA，LMT和ALMA。本文所给出的结果仅限于模拟天空的图形表示和HI和CO峰值通量密度限制和总通量限制调查的基本dN/dz分析。一个关键的预测是，HI在红移z>2时比非演化模型预测的更难检测。未来对这一预测的验证或证伪将使我们能够对半分析模型进行定性。
2010-03-24 astro-ph.CO
Beyond ΛCDM with the SKA Observatory -- I: Probing Gravity on Cosmological Scales
University of the Western Cape（西开普大学）；Queen Mary University of London（伦敦玛丽女王大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；University of Portsmouth（朴茨茅斯大学）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）；University of South Africa（南非大学）；Korea Astronomy and Space Science Institute（韩国天文学与空间科学研究所）
该研究旨在利用平方公里阵列天文台在宇宙学尺度上测试广义相对论的有效性，通过探测巨大体积和多样互补的宇宙学可观测量，以确认其稳健性或检测偏差，为建立更通用确凿的引力理论提供依据。
2026-07-15 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology from HI galaxy surveys with the SKA
University of Manchester（曼彻斯特大学）；University of Western Cape（西开普敦大学）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；Guizhou University（贵州大学）；University of KwaZulu-Natal（夸祖鲁-纳塔尔大学）；IFPU -- Institute for Fundamental Physics of the Universe（宇宙基础物理研究所）
本文预测SKAO-MID宽场HI星系巡天的星系计数和宇宙学可观测量的精度，并考虑HI质量函数的不确定性。
2026-07-02 astro-ph.CO
Probing the physics and history of cosmic reionization with the Sunyaev-Zel'dovich Effect
我们在这里研究一种替代技术来探测黑暗时代（DA）和再电离时代（EoR），该技术利用了CMB光谱的康普顿化，该光谱通过与21厘米辐射背景的出现有关的物理效应在此时代发生的修改。21厘米光子背景被存在于宇宙结构（如星系团、射电星系瓣和星系晕）大气中的热电子和非热电子逆康普顿散射，产生了一种特殊形式的Sunyaev-Zel'dovich效应（SZE），我们称之为SZE-21厘米。我们推导出的SZE-21厘米在广义相对论的方法，这是需要描述正确的光谱特征，这种天体物理效应。我们计算了星系团和射电星系叶中的热和非热SZE-21 cm的光谱特征，以及它们对DA和EoR期间发生的物理机制历史的依赖性。我们研究了如何SZE-21厘米的光谱形状可以用来建立在EoR期间和之前产生的平均21厘米光谱的全球功能，以及它如何取决于宇宙结构中的（热和非热）等离子体的性质。我们发现热SZE-21 cm和非热SZE-21 cm具有独特的光谱形状，可以研究EoR和DA的物理和历史。它的光谱取决于气体温度（对于热SZE-21 cm）和电子最小动量（对于非热SZE-21 cm）。对于温度范围为5至20 keV的团簇，在$ν\simgt 75-90$ MHz的频率范围内，SKA 1-low可以检测到全局SZE-21 cm信号（以$\sim 1000$小时为单位），并且在取决于背景模型和团簇温度的频率下，SKA 1或SKA…
2016-07-26 astro-ph.CO
21-cm signature of the first sources in the Universe: Prospects of detection with SKA
目前正在计划进行几项低频实验，利用宇宙黎明和再电离时期的红移21厘米信号研究第一批恒星的性质。使用一维辐射转移代码，我们模拟了不同源模型的早期源周围的21 cm信号模式，即，不含金属的第三星族（PopIII）恒星，由第二星族（PopII）恒星组成的原始星系，小型类星体和高质量X射线双星（HMXB）。我们调查这些来源的可探测性比较21厘米的可见度信号与适合像SKA 1低望远镜的系统噪声。通过对一个典型源的可见度在16 MHz频率范围内的积分，我们发现在$z \sim 15$上利用SKA 1-low在1000小时内对PopII星系、小型类星体和HMXB等孤立源进行$\sim 9-σ$探测是可能的。信噪比（SNR）的精确值将取决于源属性，特别是取决于源的质量和年龄以及电离光子的逃逸分数。预测的信噪比随着红移的增加而降低。我们提供了简单的标度律来估计不同值的参数，其特征源和周围介质的SNR。我们还认为，它将有可能实现SNR $\sim 9$，即使在存在的天体物理前景减去了频率无关的分量的观测信号。这些计算将有助于规划21厘米观测，以探测第一个源。
2016-05-12 astro-ph.CO
HI intensity mapping with MeerKAT: power spectrum detection in cross-correlation with WiggleZ galaxies
我们提出了一个检测MeerKAT无线电强度图和星系的WiggleZ暗能量调查之间的相关聚类。我们发现一个$7.7σ$检测的互相关功率谱，其幅度是成比例的产品的HI密度分数（$Ω_{\rm HI}$），HI偏置（$b_{\rm HI}$）和互相关系数（$r$）。因此，我们得到了约束$Ω_{\rm HI} b_{\rm HI} r\,{=}\,[0.86\,{\pm}\,0.10\,({\rm stat})\,{\pm}\,0.12\,({\rm sys})]\,{\times}\,10^{-3}$，在有效尺度$k_{\rm eff}\,{\sim}\,0.13\,h\,{\rm Mpc}^{-1}$。这些强度图是由SKA天文台（SKAO）的MeerKAT望远镜（64碟探路者阵列）进行的试点调查获得的。这些数据是使用MeerKAT的L波段接收机在六个晚上进行10.5小时的观测收集的，覆盖了WiggleZ的11小时场，频率范围为$1015-973\,{\rm MHz}$（红移为0.400 $\,{<}\,z\,{<}\,$ 0.459）。这一探测是宇宙学中多碟自相关强度映射技术的首次实际演示。这标志着完整SKAO宇宙学科学案例路线图的一个重要里程碑。
2022-10-25 astro-ph.CO
SKA-Low Intensity Mapping Pathfinder Updates: Deeper 21 cm Power Spectrum Limits from Improved Analysis Frameworks
平方公里阵列（SKA）是一个计划中的规模空前的射电干涉仪，建成后将彻底改变低频射电天文学。特别是，它的核心科学驱动力之一是系统地绘制宇宙黎明和再电离时代的地图，这两个时代分别标志着宇宙中第一批恒星和星系的诞生以及它们随后对原始星系间氢的电离。SKA将使用来自星系间氢的红移21厘米超精细信号，提供对这些知之甚少的时代的最敏感的看法。然而，重大的技术挑战阻碍了实现这一科学承诺。这些主要涉及减轻来自天体物理前景、地面无线电干扰和仪器响应的系统性。低频阵列、默奇森宽场阵列和氢时代再电离阵列是SKA的探路者实验，它们为应对这些挑战开发了各种策略，每种策略都具有独特的特征，主要源于它们不同的仪器设计。我们概述了这些不同的方向，强调关键的差异和协同作用，并讨论了这些如何与未来的低频强度映射与SKA。我们还简要地总结了与建模的21厘米信号的挑战，并讨论了正在提出的方法推断天体物理模型的约束。
2022-01-09 astro-ph.CO astro-ph.IM
Probing axion dark matter with 21cm fluctuations from minihalos
如果对称性破缺诱导轴子发生在膨胀后，大的轴子等曲率扰动可能会出现由于不同的轴子振幅在每个因果断开补丁。这导致了小尺度密度涨落的增强，从而显著影响了结构形成的演化。小晕形成的时代变早，我们估计了那些可以容纳中性氢原子的小晕的丰度，从而产生了21厘米的波动信号。我们发现，未来的射电望远镜，如SKA，可以把简单的温度无关的轴子质量模型的数量级$m_a \gtrsim 10^{-13}$ eV的轴子质量的界限，并可以扩展到数量级$m_a \gtrsim 10^{-8}$ eV的温度相关的轴子质量。
2021-05-19 astro-ph.CO hep-ph
Probing primordial non-Gaussianity with 21 cm fluctuations from minihalos
我们调查未来的限制，从21厘米角功率谱的minihalos的原始本地型非高斯。我们特别关注原始曲率扰动的三谱，其特征在于非线性参数$τ_{\rm NL}$和$g_{\rm NL}$。我们表明，未来的测量微晕21厘米角功率谱可以探测这些非线性参数与$τ_{\rm NL}\sim30$和$g_{\rm NL}\sim2\times10^3$的平方公里阵列（SKA）和$τ_{\rm NL}\sim0.6$和$g_{\rm NL}\sim8\times10^2$的快速傅里叶变换望远镜（FFTT）的前所未有的精度。这些敏感性水平将对暴胀宇宙的模型和宇宙密度波动的起源产生重大影响。
2018-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
