Blind foreground subtraction for intensity mapping experiments
我们利用一个大型的快速模拟的强度映射实验的特点类似于预期的平方公里阵列（SKA），以研究盲目的前景减法技术的可行性和局限性。特别是，我们考虑不同的方法：多项式拟合，主成分分析（PCA）和独立成分分析（ICA）。我们回顾的动机和算法的三种方法，并表明，他们都可以被描述，使用相同的数学框架，作为不同的方法的盲源分离问题。我们研究了前景减法的效率在角度和径向（频率）方向，以及这种效率对不同的仪器和建模参数的依赖。对于表现良好的前景和工具的影响，我们发现，前景减法可以成功地在大多数规模的利益，以合理的水平。我们还量化了清洗对恢复的信号和功率谱的影响。有趣的是，我们发现，这三种方法产生定量相似的结果，PCA和ICA几乎是等效的。
2014-09-30 astro-ph.CO
The effect of foreground subtraction on cosmological measurements from Intensity Mapping
我们模拟了红移范围为0.01<z<1.5的21 cm强度测绘，旨在模拟未来射电望远镜（如平方公里阵列（SKA））所看到的天空，包括仪器噪声和银河前景。在我们的管道中，我们使用快速独立分量分析（fastica）技术删除了引入的银河前景。我们提出了大尺度物质分布的功率谱，C（1），在应用前景去除方法之前和之后，并计算所产生的系统误差。我们试图通过最佳地掩蔽地图来消除银河平面中的高前景，从而减少前景减法中的系统性。我们的模拟表明，在所有尺度l<400时，功率谱中仍存在一定程度的偏差。在大尺度l<30时，这种偏差特别显著。我们测量这些系统的影响，在两种不同的方式：首先，我们适合宇宙学参数的宽带形状的功率谱，其次，我们提取的位置的重子声学振荡（BAO）。在第一个分析中，我们发现，系统学引入了一个显着的转变，在2至3西格玛水平，这取决于掩蔽和噪声水平的最佳拟合宇宙学参数。然而，宇宙距离可以恢复在一个无偏的方式后，前景删除在所有模拟红移拟合的BAO的功率谱。我们的结论是，前景去除的进一步进展是必要的，以恢复无偏的信息，从宽带形状的功率谱，然而，强度映射实验将是一个强大的工具，在很宽的红移范围内映射宇宙的距离。
2013-10-30 astro-ph.CO
Gaussian Process Regression for foreground removal in HI intensity mapping experiments
我们第一次申请高斯过程回归（GPR）作为前景去除技术的背景下，单碟，低红移HI强度映射，并提出了一个开源的Python工具包这样做。我们使用MeerKAT和SKA 1-MID-like模拟21厘米前景（包括偏振泄漏），HI宇宙学信号和仪器噪声。我们发现，在这种情况下，可以使用GPR作为前景去除技术，并且在某些情况下，它比主成分分析（PCA）更适合于恢复HI功率谱，特别是在小尺度上。探地雷达在恢复径向功率谱方面尤其出色，在考虑我们数据的全带宽时优于PCA。这两种方法在恢复横向功率谱方面都较差，因为它们依赖于仅频率协方差信息。当沿着频率将我们的数据减半时，我们发现GPR在低频范围内表现更好，其中前景更明亮。当频率信道丢失时，它的性能比PCA差，以模拟RFI标记。我们的结论是，GPR是一个很好的前景去除选择的情况下，单碟，低红移HI强度映射丢失的频率通道。我们的Python工具包gpr 4 im和本分析中使用的数据在GitHub上公开提供。
2021-10-04 astro-ph.CO
Generalised Visibility ILC: a new foreground mitigation strategy for interferometric HI intensity mapping in the low-redshift Universe
Instituto de Física de Cantabria (CSIC-Universidad de Cantabria)（坎塔布里亚物理研究所）；Dpto. de Física Moderna, Universidad de Cantabria（坎塔布里亚大学现代物理系）；Jodrell Bank Centre for Astrophysics, Department of Physics and Astronomy, The University of Manchester（曼彻斯特大学天体物理学乔德雷尔银行中心）；State Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology, Shanghai Astronomical Observatory, CAS（中国科学院上海天文台射电天文与技术国家重点实验室）
针对低红移HI强度映射，提出广义可见度内部线性组合（GVILC）方法，结合PCA与多维ILC在可见度空间抑制前景，优于仅前景规避，可恢复傅里叶空间信息。
2026-09-18 astro-ph.CO
Cleaning foregrounds from single-dish 21cm intensity maps with Kernel Principal Component Analysis
污染的前景发射和波动的21厘米亮度温度场之间的高动态范围是21厘米强度映射数据的最有问题的特性之一。虽然这些成分通常具有独特的频谱，使其相对容易分离，但仪器效应和校准误差通过将它们调制和混合在一起而使问题进一步复杂化。一种流行的前景清理方法是与主成分分析（PCA）相关的无监督技术，其利用每个成分对数据协方差的贡献的不同形状和幅度，以便分离信号。这些方法已被证明在去除前景方面是有效的，同时也可以过滤掉一些21厘米的信号。在本文中，我们研究，第一次在21厘米的强度映射的背景下，一个通用的方法称为核PCA，而不是操作的数据的非线性变换的协方差。这使得更灵活的功能基地被构造，在原则上允许前景和21厘米信号之间的清洁分离被发现。我们表明，核PCA是有效的，当应用于模拟单碟（自相关）21厘米的数据在各种假设下的前景模型，工具效应等，它提出了一套不同的行为主成分分析，例如，在对数据分辨率和平滑尺度的敏感性方面，在大多数情况下，在中到大尺度上优于它。
2021-10-12 astro-ph.CO
Impact of Foregrounds on HI Intensity Mapping Cross-Correlations with Optical Surveys
精确宇宙学的未来可能受益于未解析中性氢（HI）强度图和更传统的光学星系调查之间的交叉相关性。需要克服的一个主要挑战是去除污染宇宙学HI信号的21 cm前景发射。使用N体模拟，我们模拟HI强度地图和光学目录共享相同的基本宇宙学。添加模拟的前景污染和使用国家的最先进的重建技术，我们调查的影响，21厘米前景和其他系统对这些互相关。我们发现，影响FASTICA 21厘米前景清洁的交叉相关与光谱光学调查约束良好的红移是最小的。然而，问题出现时，测光调查被认为是：我们发现，红移的不确定性σ_z { \geq } 0.04的交叉功率谱信号造成显着的退化。我们诊断这些问题的主要根源，这涉及到任意幅度变化沿视线的强度图所造成的前景清洁，并提出解决方案，应适用于实际数据。这些解决方案涉及使用可用的重叠光学数据以及通过红移对HI数据的人工扩展来重建视线温度装置以解决边缘效应。然后，我们把这些解决方案通过进一步的测试在模拟实验中，使用基于聚类的红移估计技术来约束的光学样品的光度红移。我们发现，与我们建议的重建，互相关可以用来作出准确的预测的光学红移分布。
2019-07-09 astro-ph.CO
The degeneracy between primordial non-Gaussianity and foregrounds in 21cm intensity mapping experiments
原始非高斯性（PNG）的潜在证据预计将存在于宇宙学调查绘制的最大尺度中。即将进行的21厘米强度测绘实验将通过测量星系内的中性氢（HI）来探测这些尺度。然而，前景信号占主导地位的微弱的21厘米发射，这意味着前景清理需要恢复宇宙学信号。这具有的效果是在最大尺度上衰减HI功率谱，特别是沿着视线。虽然人们一致认为这种污染对探测PNG有潜在的问题，但它尚未得到充分的探索和量化。在这项工作中，我们进行了第一次预测$f_\text{NL}$，将模拟的前景地图，使用在实际数据中采用的技术。使用MCMC分析，我们证明了前景清理数据恢复我们的$f_\text{NL}=0$基准输入的巨大偏差值（$f_\text{NL} = -102.1_{-7.96}^{+8.39}$ [68% CL]）。引入具有固定参数的前景污染模型允许我们恢复无偏结果（$f_\text{NL} = -2.94_{-11.9}^{+11.4}$）。然而，目前尚不清楚，我们将有足够的了解前景污染，以允许这样的刚性模型。将我们前景模型中的主要参数$k_\parallel^\text{FG}$视为讨厌的参数并对其进行边缘化，仍然可以恢复无偏的结果，但代价是更大的误差（$f_\text{NL} = 0.75^{+40.2}_{-44.5}$），只能通过施加普朗克2018先验来减少。我们的研究结果表明，理解和控制前景去除效果的显着进展是必要的…
2020-10-19 astro-ph.CO
SKAO HI Intensity Mapping: Blind Foreground Subtraction Challenge
中性氢强度测绘（HI IM）将是宇宙学的一个新的强有力的探索。然而，强烈的天体物理前景污染的信号和他们的耦合与仪器系统学进一步增加了数据清洗的复杂性。在这项工作中，我们模拟了一个现实的单碟HI IM调查的$5000$ ~度$^2$补丁在$950 - 1400$ MHz范围内，与SKA天文台（SKAO）和MeerKAT，其前身的MID望远镜。我们包括一个国家的最先进的HI模拟和探索不同的前景模型和仪器的影响，如非均匀的热噪声和光束旁瓣。我们在这些合成数据立方体上执行HI IM的第一个盲前景减法挑战，目的是在没有天空成分和噪声水平的先验知识的情况下评估可用前景清洁方法的性能。九个前景清理管道加入了挑战赛，基于统计源分离算法，盲多项式拟合和对前景的天体物理学参数拟合。我们设计的指标来比较管道性能定量。一般来说，它们可以在受望远镜光束影响最小的尺度范围内恢复20%以内的输入地图的2点统计数据。然而，由于前景结构和波束旁瓣之间的相互作用，在清洁的地图中出现伪影。我们的结论是，这是根本的，开发准确的束流反卷积算法和测试数据后处理步骤仔细清洗之前。这项研究是由SKA宇宙学科学工作组的HI IM焦点小组作为SKAO准备工作的一部分进行的。
2021-10-20 astro-ph.CO
The foreground transfer function for HI intensity mapping signal reconstruction: MeerKLASS and precision cosmology applications
本文首次通过模拟验证了利用前景传递函数重建HI强度映射前景清洗后功率谱的可行性，证明即使在激进清洗导致大尺度超过50%负偏差的情况下仍可实现亚百分比精度重建，并给出了无偏传递函数构建方案及其在MeerKLASS等精密宇宙学应用中的参数推断稳健性。
2023-05-23 astro-ph.CO
Towards Optimal Foreground Mitigation Strategies for Interferometric HI Intensity Mapping in the Low-Redshift Universe
我们进行的第一个案例研究，对中性氢（HI）强度映射使用无线电干涉仪在低红移发展最佳前景缓解策略。建立了模拟、前景减缓和功率谱估计的管道，可用于使用MeerKAT和平方公里阵列天文台（SKAO）进行的和未来的调查。它模拟真实的天空信号，以生成给定仪器和观测规格的能见度数据，随后用于执行前景缓解和功率谱估计。本文提出了一种二次型估计方法来估计可见度空间中的温度功率谱。使用MeerKAT望远镜规格的观测在红移范围z~0.25-0.30对应的MeerKAT国际千兆赫分层河外星系探测（MIGHTEE）的调查，我们提出了一个案例研究，我们比较不同的方法的前景缓解。我们发现，可见度空间中的组件分离提供了一个更准确的估计HI聚类相比，前景回避，与不确定性小30%。从图像的功率谱估计被发现是更大的偏差和更多的信息丢失相比，在可见性估计时，更不稳定。我们的结论是，对于z~0.25-0.30，MIGHTEE巡天将能够以高精度测量从k~0.5 Mpc $^{-1}$到k~10 Mpc $^{-1}$的HI功率谱。我们是第一个表明，在低红移，在可见度空间中的组件分离抑制在大的视线尺度的前景污染，允许测量HI功率谱更接近前景楔，对未来的检测至关重要的数据分析。
2022-12-07 astro-ph.CO
Measurements of one-point statistics in 21 cm intensity maps via foreground avoidance strategy
测量的一点概率分布函数和高阶矩（方差，偏度和峰度）的高红移21厘米波动的非高斯性质的结构形成和再电离过程中的演变是最直接的统计探针。然而，来自天体物理前景和仪器系统学的污染对在实际观测中测量这些统计数据构成了重大挑战。在这项工作中，我们使用前向建模调查的可行性测量21厘米一点统计通过前景避免策略。利用k空间中前景的特征楔形形状，我们应用楔形切割滤波器，该滤波器基于氢时代再电离阵列（HERA）仪器从模拟数据集中去除前景污染模式，并从剩余非污染模式的图像空间表示中测量一点统计。我们在不同的频率带宽上进行不同程度的楔形切割实验，发现频带的中心最不容易受到楔形切割的影响。基于这一发现，我们介绍了一种滚动滤波器的方法，允许重建一个最佳的楔形切割21厘米强度图在全带宽使用输出楔形切割在多个子带。我们进行蒙特卡罗模拟表明，HERA应该能够测量的倾斜度和峰度的上升与滚动楔形切割方法，如果从傅立叶变换窗口函数的前景泄漏可以控制的再电离结束附近。
2022-09-29 astro-ph.CO
A wide-angle formulation of foreground filters for HI intensity mapping
本文提出调和空间中的前景滤波器几何表述，自然包含广角效应，并推导了HI功率谱及与CMB透镜交叉功率的解析表达式，表明非对角贡献在自功率中可忽略，交叉功率仅在最大尺度有显著贡献。
2024-04-12 astro-ph.CO
Canceling out intensity mapping foregrounds
21厘米强度测绘作为高红移宇宙的强有力探测器而兴起，但其潜力受到极端明亮前景和高源混淆的限制。在这封信中，我们提出了一个新的分析，可以帮助解决这两个问题。从强度图与重叠的星系调查相结合，我们构建了一个新的一点统计，这是无偏的前景，并包含传统的分析遗漏的信息。我们表明，我们的方法可以测量HI质量函数与前所未有的精度，使用类似于最近21厘米的检测观测。
2019-07-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Interpreting the unresolved intensity of cosmologically redshifted line radiation
强度测绘实验调查光谱的漫射线辐射，而不是检测个别对象在高信噪比。未解析的原子和分子线辐射的光谱图包含关于发射气体的密度和环境的三维信息，并有效地探测宇宙学体积到高红移。强度测绘测量体积还包含感兴趣频率的所有其他辐射源。连续统前景的亮度通常是宇宙学信号的10^2-10^3倍。仪器对明亮前景的响应将产生新的光谱自由度，这些自由度事先不知道，也不一定是光谱平滑的。前景的固有光谱也可能事先不为人所知。我们描述了一个一般类的二次估计分析数据从单碟强度映射实验，并确定污染的光谱模式从数据本身。前景的关键属性不是它们在光谱上是平滑的，而是它们比宇宙学信号具有更少的明亮光谱自由度。信号和前景之间的虚假相关会产生额外的偏差。信号衰减的补偿必须估计和校正这种偏差。一个成功的强度映射实验将控制仪器系统学，传播到新的模式的变化，它必须观察到足够大的体积，污染物模式可以独立于感兴趣的尺度上的信号确定。
2016-04-18 astro-ph.CO
Needlet Karhunen-Loève (NKL): A Method For Cleaning Foregrounds From 21cm Intensity Maps
本文提出NKL方法，通过对needlet系数做Karhunen-Loève变换并利用视线与角向相关性清除21cm强度映射中的偏振及非偏振前景；模拟显示其在两个红移区间均优于GNILC等方法。
2023-11-02 astro-ph.CO
Forecasts on Primordial non-Gaussianity from 21 cm Intensity Mapping experiments
我们预测能力的专用21厘米强度映射实验约束原始非高斯使用功率谱和双谱。我们使用广义晕模型方法对包括非线性偏置扩展的信号进行建模。我们认为前景滤波尺度和前景楔形的重要性。我们发现，目前这一代的强度映射实验，如CHIME没有足够的灵敏度与现有的限制竞争。另一方面，即将到来的实验，如HIRAX可以改善当前的约束和拟议的CRAMA实验可以大大改善他们，达到以下的$σ(f_{\rm NL})<5$等边和正交配置和$σ( f_{\rm NL}) < 1$的局部形状的灵敏度，如果良好的前景控制实现。
2020-11-26 astro-ph.CO
Foreground removal in HI 21 cm intensity mapping under frequency-dependent beam distortions
Foundation for Research and Technology Hellas (FORTH)（希腊研究与技术基金会）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Observatoire de la Côte d’Azur（蔚蓝海岸天文台）；University of the Western Cape（西开普敦大学）；University of Crete（克里特大学）
本文提出SDecGMCA方法，用于在频率依赖性束畸变下有效去除HI强度测绘中的前景，提升宇宙学信号恢复的准确性。
2025-11-19 astro-ph.CO
A Semi-blind PCA-based Foreground Subtraction Method for 21 cm Intensity Mapping
主成分分析（PCA）方法和奇异值分解（SVD）方法被广泛用于21 cm强度映射实验中的前景减法。我们证明了它们的等价性，并指出使用PCA/SVD完全干净分离前景和宇宙21 cm信号的条件是不现实的。我们提出了一种基于PCA的前景减法方法，被称为“奇异向量投影（SVP）”方法，它利用了先验信息的左和/或右奇异向量的前景。我们证明与模拟测试，这种新的，半盲的方法可以减少恢复的21厘米信号的数量级的错误，即使只有左和/或右奇异向量的最大的几个模式被利用。SVP估计提供了一种新的，有效的方法，21厘米的观测，以消除前景和揭示宇宙21厘米信号中的物理。
2023-02-01 astro-ph.CO astro-ph.IM
Multipole expansion for HI intensity mapping experiments: simulations and modelling
我们提出了一个框架和一个开源的Python工具包来分析2点统计的三维波动的背景下，HI强度图使用多极展开形式主义。我们包括使用N体和对数正态方法，前景和他们的删除，以及仪器的影响，宇宙学HI信号的模拟。使用这些模拟和分析建模，我们调查前景清洁和仪器光束的功率谱多极子以及傅立叶空间聚类楔的影响。我们发现，仪器光束和前景去除可以产生四极（和十六极）信号，并证明了控制和精确建模这些效应的重要性，精密无线电宇宙学。我们的结论是，这些影响可以模拟合理的精度，使用我们的多极展开技术。我们还进行了MCMC分析，以展示前景清洗对HI丰度和偏差参数估计的影响。随附的python工具包可在https：//github.com/IntensityTools/MultipoleExpansion获得，并包括一套交互式示例以帮助新用户。
2020-06-18 astro-ph.CO
Measuring ultra-large scale effects in the presence of 21cm intensity mapping foregrounds
\textsc{Hi}强度测绘将提供宇宙中中性氢（\textsc{Hi}）的大尺度分布图。这些都是主要的候选人被用来约束原始的非高斯性使用的大尺度结构的宇宙，以及提供进一步的测试爱因斯坦的引力理论（GR）。但是\textsc{Hi}地图被前景污染了，前景可能比宇宙学信号高出几个数量级。在这里，我们量化如何退化的大尺度效应（$f_{\rm NL}$和GR效应）与剩余前景。我们的结论是，联合分析不提供灾难性的退化的约束，并提供了一个框架，以确定在前景的存在下的大规模效应的边际误差。同样，我们得出的结论是，前景的宏观属性可以测量高精度。尽管如此，这样的结果高度依赖于准确的前景正演建模，这是不正确的灾难性的偏差宇宙学参数，前景参数化和大尺度效应的最佳拟合值。
2021-04-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Interferometric HI intensity mapping: perturbation theory predictions and foreground removal effects
我们提供的HI强度映射功率谱多极使用有效场理论的大尺度结构（EFTofLSS），这应该允许我们约束宇宙学参数利用轻度非线性尺度的微扰理论预测。假设调查规格典型的建议干涉HI强度映射实验，如CHORD和CHINA，和现实的扰动理论建模的有效性范围，我们运行模拟全形状MCMC分析在红移箱中心在$z=0.5$，并与第四阶段光学星系调查。我们包括使用基于模拟的处方去除21厘米前景的影响，并量化对参数估计的精度和准确性的影响。我们总共改变了11个参数：3个宇宙学参数，7个偏置和反项参数，以及HI亮度温度。其中，4个参数是：冷暗物质密度，$ω_{\rm c}$，哈勃参数，$h$，功率谱的原始振幅，$A_{\rm s}$，和线性HI偏差，$b_1$。对于最好的情况下，我们得到无偏约束的所有参数与$<3\%$错误在$68\%$的置信水平。当我们包括前景去除效应时，参数估计对于$ω_{\rm c}, h$和$b_1$变得有很强的偏差，而$A_{\rm s}$的偏差较小（$< 2σ$）。我们发现，规模削减$k_{\rm min} \geq 0.03 \, h/{\mathrm{Mpc}}$需要返回准确的估计$ω_{\rm c}$和$h$，在精度下降的价格，而$b_1$仍然强烈偏见。我们评论的影响，这些结果的真实数据分析。
2023-01-09 astro-ph.CO
Intensity Mapping in the Presence of Foregrounds and Correlated Continuum Emission
强度映射作为测量高红移典型星系中星际介质性质的一种方法，引起了人们极大的兴趣。强度映射测量表面亮度的统计数据作为频率的函数，使其不仅对所有感兴趣的线发射敏感，而且对所有其他来源的辐射敏感。在开发拒绝前景污染的方法方面已经做出了重大努力。此外，目标星系有多个发射源，这可能会使线亮度的解释复杂化。我们描述的问题，联合估计相关的连续发射和清洁不相关的连续发射，如从银河系。我们将这些考虑应用于普朗克数据与BOSS类星体的互相关，以确定2 < z < 3.2的CII。强度测绘调查与几个波段有独特的挑战，处理前景和避免偏差相关的连续发射。我们展示了未来的强度映射调查与许多波段可以分离线从连续发射的互相关。
2018-12-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Inpainting Galactic Foreground Intensity and Polarization maps using Convolutional Neural Network
深度卷积神经网络一直是图像生成和恢复的流行工具。这些网络的性能与从大型数据集中学习真实特征的能力有关。在这项工作中，我们应用了修复非高斯信号的问题，在毫米和亚毫米制度，特别是同步加速器和热尘埃排放的背景下，银河漫发射。它们都受到小角尺度的污染的影响，这是由于河外射电源（前者）和尘埃恒星形成星系（后者）。我们考虑了最近邻修复技术的性能，并将其与两种依赖于生成神经网络的新方法进行了比较。我们表明，生成网络能够以高置信度更一致地再现地面真实信号的统计特性。Python Inpainter for Cosmological and Astrophysical SOurces（PICASSO）是一个软件包，编码了本工作中描述的一套修复方法，并已公开提供。
2020-12-03 astro-ph.CO
Foreground and sensitivity analysis for broad band (2D) 21cm--Ly-alpha and 21cm--H-alpha correlation experiments probing the Epoch of Reionization
探测到21厘米与再电离时期（EOR）的Ly-alpha或H-alpha之间的预测关系将是对第一个星系的有力探测。虽然3D强度图在低k_ \parallel模式下隔离前景，但红外测量还不能与无线电强度图实验的视场和红移分辨率相匹配。相反，2D（即，宽带）红外强度图可以用当前的实验来测量，并且受到前景而不是光子或热噪声的限制。我们发现，二维实验可以测量k<0.2 Mpc^-1时的大部分三维涨落功率，同时保持其相关性。然而，我们发现前景带来了两个挑战：（1）简单的几何效应产生射电和红外通量之间的相关性，即使它们的光度是不相关的;（2）射电和红外前景残差贡献样本方差噪声的交叉频谱。第一个挑战需要更好的前景掩蔽和减法，而第二个挑战需要大视场来平均不相关的无线电和红外功率。利用默奇森宽场天线阵的射电观测和小行星陆地撞击最后警报系统的近红外观测，我们将z \sim 7处21 cm-Ly-alpha交叉功率谱的剩余前景上限设定为Δ^2<181 kJy/sr * mK（95\%），\ell \sim 800。我们预测了未来实验中前景相关性和样本方差噪声的水平，表明更高分辨率的调查，如LOFAR，SKA-LOW和暗能量调查可以开始探测21 cm-LyαEOR交叉光谱的模型。
2017-11-02 astro-ph.CO
Robust Intensity Mapping Analysis against Foregrounds for the Epoch of Reionization
强度映射HI 21厘米线和CO 2.61毫米线从再电离时代已经成为强大的，互补的，高红移宇宙的探针。然而，这两个地图和它们的互相关是由前景占主导地位。我们提出了一种新的分析，通过这种分析，信号是无偏的前景，即它可以测量没有前景缓解。我们构造了HI-CO互相关的反对称部分，这是因为两个场的统计涨落在时间上有不同的演化。我们表明，这个新的信号的符号可以区分模型独立是否由内而外的再电离发生在一定的时间间隔。
2021-01-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Foreground Removal of CO Intensity Mapping Using Deep Learning
线强度成像（LIM）是研究恒星形成、宇宙大尺度结构和再电离时代（EoR）的一种很有前途的探测方法。由于一氧化碳（CO）是宇宙中除了氢分子${\rm H}_2$之外第二丰富的分子，因此它适合作为LIM调查的示踪剂。然而，就像其他LIM调查一样，CO强度映射也受到强烈的前景污染，需要消除这些污染以提取有价值的天体物理和宇宙学信息。在这项工作中，我们以$^{12}$ CO（$\it J$ =1-0）发射线为例，研究深度学习方法是否可以通过去除前景来有效地恢复信号。通过考虑CO光度和晕质量关系的N体模拟生成了CO（1-0）强度图，并通过比较不同的关系讨论了中等和低CO信号的两种情况。我们增加了从实际观测中产生的前景，包括热尘埃，旋转尘埃，自由，同步辐射和CMB各向异性。还考虑了具有旁瓣效应的波束。我们的深度学习模型建立在ResUNet基础上，它将图像生成算法UNet与最先进的深度学习架构ResNet相结合。主成分分析（PCA）方法被用来预处理数据，然后将其馈送到ResUNet。我们发现，在低仪器噪声的情况下，我们的UNet可以有效地重建CO信号图与正确的线功率谱，通过去除前景和恢复PCA信号丢失和波束效应。我们的方法也可以应用于其他强度映射，如中性氢21厘米调查。
2023-02-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
DAYENU: A Simple Filter of Smooth Foregrounds for Intensity Mapping Power Spectra
我们介绍DAYENU，一个线性的，光谱滤波器HI强度映射，实现了理想的前景缓解和误差最小化属性的逆协方差加权与底层数据的最小建模。超过21厘米的功率谱估计，我们的过滤器是适合于任何分析，在不规则（或定期）采样数据的光谱平滑前景的高动态范围去除是必需的，许多其他强度映射技术所需要的。我们的过滤矩阵对角化离散长椭球序列，这是一个最佳的基础模型带限前景在21厘米的强度映射实验的意义上，他们最大限度地集中在傅立叶空间的有限区域内的功率。我们表明，DAYENU使访问大规模的视线模式是不可访问的锥形DFT估计。由于这些模式具有最大的信噪比，DAYENU显着增加了21厘米分析的灵敏度超过锥形傅立叶变换。稍微修改允许我们使用DAYENU作为迭代延迟CLEANing（DAYENUREST）的线性替代。我们建议读者参考本文末尾的代码部分，以获得示例和代码的链接。
2020-10-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
Erasing the Milky Way: new cleaning technique applied to GBT intensity mapping data
我们提出了一个新的前景去除管道的第一个应用程序，目前领先的HI强度映射数据集，获得的绿岸望远镜（GBT）。我们研究了Masui et al（2013）和Switzer et al（2013）先前提出的GBT观测的15小时和1小时场数据，覆盖约41平方度，0.6<z<1.0，可以用WiggleZ暗能量巡天的星系分布测量交叉相关。在所提出的管道中，我们减去银河系前景连续和点源污染使用独立分量分析技术（fastica），并开发一个基于傅立叶的最佳估计计算温度功率谱的强度图和互相关与星系调查数据。我们表明，fastica是一个可靠的工具，通过其概率分布的非高斯性质减去扩散和点源发射。强度图的温度功率谱主要由小尺度上的仪器噪声所控制，而fastica作为非高斯信号的保守减法技术，不能减轻这种噪声。然而，我们确定了与奇异值分解（SVD）方法获得的GBT-WiggleZ互相关测量结果相似的GBT-WiggleZ互相关测量结果，并证实了fastica前景减法对21 cm信号丢失具有鲁棒性，如这些互相关测量结果的收敛幅度所示。我们的结论是SVD和fastica是互补的方法来调查前景和噪声系统存在于强度映射数据集。
2016-10-16 astro-ph.CO
Removal of Galactic foregrounds for the Simons Observatory primordial gravitational wave search
西蒙斯天文台即将进行的观测预计将把张量标量比$r$限制在$σ(r)=$ 0.003的水平。在这里，我们更详细地描述了西蒙斯天文台的预测算法之一，清洁CMB偏振图使用参数模型的基础上。我们提出了一个新的代码来执行这种端到端的预测，并探讨了更详细的假设。如果同步辐射和热尘埃辐射的光谱能量分布的空间均匀性被假定在计划用于观测的区域上，覆盖几乎五分之一的天空，那么对于与当前数据一致的前景模型，预测$r$中1- 3阶$σ$的偏差。我们发现，通过掩盖天空中污染最严重的区域，或者通过采用更多的参数来描述同步加速器和尘埃的光谱指数的空间变化，这样的偏差可以减轻我们考虑的前景模型。我们还探讨了测试清洁CMB偏振图是否包含残留前景污染的策略，包括与跟踪前景的地图互相关。该方法也适用于其他CMB偏振实验。
2019-05-21 astro-ph.CO
Power spectrum multipole expansion for HI intensity mapping experiments: unbiased parameter estimation
我们评估性能的多极展开形式主义的情况下，单盘HI强度映射，包括仪器和前景去除效果。这种形式主义是用来提供一系列的HI和宇宙学参数，包括红移空间扭曲和Alcock-Paczynski效应的MCMC预测。我们首先确定我们的功率谱建模的有效性范围，通过拟合模拟数据，集中在四极，四极和十六极的贡献。然后，我们表明，前景减法效应可能导致严重的偏见，在宇宙学参数的测定，特别是有关的横向BAO重新标度，增长率和HI的偏见（$α_\perp$，$\overline{T}_\text{HI} fσ_8$，和$\overline{T}_\text{HI} b_\text{HI} σ_8$，分别）的参数。我们试图通过构建一个2参数前景建模处方来解释这些偏差，并发现我们的处方导致无偏的参数估计，代价是增加宇宙学参数的估计不确定性。此外，我们确认，仪器和前景去除效果显着影响理论协方差矩阵，并导致不同的多极子之间的协方差变得不可忽略。最后，我们展示了在我们的分析中包括高阶多极子的效果，以及这些如何可以用来调查HI强度映射数据中的仪器和系统效应的存在。
2021-01-05 astro-ph.CO
Fast simulations for intensity mapping experiments
我们提出了一个代码来生成模拟观察21厘米强度映射实验。代码的重点是减少运行全面模拟的计算成本，以计算时间换取准确性。该代码可用于生成宇宙学信号和前景的独立实现，这是必要的，例如，为了获得对未来强度映射实验的现实预测。该代码能够再现正确的角度和径向聚类模式的宇宙信号，包括红移空间扭曲，光锥演化和偏见。此外，它可以模拟各种前景，包括潜在的问题偏振同步辐射。
2014-09-16 astro-ph.CO
Simulations for single-dish intensity mapping experiments
HI强度测绘是探测暗能量的新兴工具。红移HI信号的观测将受到仪器噪声、大气和银河前景的污染。预计后者比我们希望探测的HI发射亮四个数量级。我们提出了一个模拟的单碟观测，包括1/f和白噪声的仪器噪声模型，天空发射与弥漫的银河前景和HI发射。我们考虑两种前景清理方法：光谱参数拟合和主成分分析。对于前景和仪器效应的平滑频谱，我们发现参数拟合方法提供的残差仍然受到前景和1/f噪声的污染，但主成分分析可以将这种污染降低到热噪声水平。该方法对于一系列不同的前景和噪声模型是鲁棒的，因此构成了从数据中恢复HI信号的有前途的方式。然而，它会导致宇宙学信号泄漏到约5%的减影前景中。分量分离方法的效率很大程度上取决于前景和1/f噪声的频谱的平滑度。我们发现，只要频带上的光谱变化与通道宽度相比是缓慢的，前景清理方法仍然有效。
2015-07-16 astro-ph.CO astro-ph.IM
Testing masking effectiveness using multi-line image cubes based on COSMOS2020 for [CII] line intensity mapping at $z_{[CII]} > 3.5$
Universität zu Köln（科隆大学）；Argelander-Institut für Astronomie, Universität Bonn（波恩大学阿尔兰德天体物理研究所）；Department of Astronomy, Graduate School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学研究科天文学专攻）；National Astronomical Observatory of Japan, National Institutes of Natural Sciences（日本国立天文台，国立自然科学研究机构）
利用COSMOS2020星系目录构建CO和[CII]发射线的强度映射立方体，通过掩膜技术恢复高红移[CII]信号，并评估噪声影响。
2026-06-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Investigating cross-correlations between cosmic microwave background lensing and 21 cm intensity mapping
本研究利用模拟，以CMB透镜作为大尺度结构示踪物，研究再电离后时期CMB透镜与HI 21厘米强度映射的交叉关联，评估成分分离方法的影响并估算信噪比。
2025-03-26 astro-ph.CO
Simulated multi-tracer analyses with HI intensity mapping
我们使用全天空模拟，包括前景污染和去除的影响，探索多示踪剂之间的协同作用SKA的21厘米强度映射调查和LSST的光度星系红移调查。特别是，我们研究的两个示踪剂之间的自相关性和互相关性的比率估计的比率，他们的偏见，一个数量，应该大大受益于宇宙方差取消的多示踪剂的方法。我们如何以及我们应该能够测量的偏置比非常大的尺度（下至$\ell \sim 3$），这是至关重要的测量原始的非高斯性和广义相对论效应的大尺度结构。我们发现，在前景的情况下，但与现实的噪音水平，这样的调查，多示踪剂估计是能够提高一个大规模的方差污染测量的灵敏度的一个因素的$2-4$。当包括前景时，使用21 cm自相关的估计量变得有偏差。然而，我们发现，互相关估计是免疫的，不会招致任何重大的惩罚，从丢弃自相关数据的灵敏度方面。然而，长波长的径向模式的损失所造成的前景去除结合低红移分辨率的光度测量，降低了灵敏度的多示踪剂估计，虽然仍然优于宇宙方差污染的情况下，即使在无噪声的情况下。最后，我们探讨不同的替代途径，以避免这个问题。
2018-08-09 astro-ph.CO
CMB Lensing Power Spectrum Biases from Galaxies and Clusters using High-angular Resolution Temperature Maps
来自宇宙微波背景（CMB）温度图的透镜功率谱将在即将进行的实验中以前所未有的精度进行测量，包括ACT和SPT的升级。实现宇宙学参数约束的显着改善，如百分之水平误差σ_8和总中微子质量的不确定性约50 meV，需要百分之水平测量的CMB透镜功率。这需要严格控制系统偏差。我们研究了几种类型的偏差，以基于温度的透镜重建信号从前景源，如无线电和红外星系和热Sunyaev-Zel'dovich效应从星系团。这些前景由于它们的非高斯性质而使CMB透镜信号偏置。使用模拟以及一些分析模型，我们发现，如果不加以处理，这些源可以大大影响测量信号。然而，如果我们将150 GHz的通量大于1 mJy的星系和质量大于M_vir = 10^14 M_sun的星系团屏蔽掉，这些偏差就可以达到百分比水平。为了实现这样的百分比水平的偏差，我们发现，只有模式的最大多极l_max ~ 2500应包括在透镜重建。我们还讨论了如何最大限度地减少这种积极的前景掩蔽引起的额外的偏见，例如，探索两步掩蔽和在绘画算法。
2013-10-25 astro-ph.CO
Towards 21-cm Intensity Mapping at $z=2.28$ with uGMRT using the Tapered Gridded Estimator I: Foreground Avoidance
再电离后的$(z \le 6)$中性氢（HI）21厘米强度映射信号具有探测大尺度结构，研究膨胀历史和约束各种宇宙学参数的潜力。在这里，我们应用锥形网格估计（TGE）估计$P(k_{\perp},k_{\parallel})$的$z = 2.28$ $(432.8\, {\rm MHz})$红移21厘米信号的功率谱，使用$24.4\,{\rm MHz}$子带从欧洲大面积ISO调查北1（ELAIS-N1）的uGMRT波段3的观测。TGE使我们能够逐渐减少天空的响应，从而抑制望远镜视野外围来源的前景贡献。我们将TGE应用于测量的可见度数据来估计多频率角功率谱（MAPS）$C_{\ell}(Δν)$，从该多频率角功率谱中，我们使用最大似然来确定$P(k_{\perp},k_{\parallel})$，这自然克服了丢失频率信道的问题（这里为55 \%）。整个方法是使用模拟验证。对于数据，使用前景回避技术，我们得到了一个$2\,σ$上限为$Δ^2(k) \le (133.97)^2 \, {\rm mK}^{2}$的21厘米亮度温度波动在$k = 0.347 \, \textrm{Mpc}^{-1}$。这对应于$[Ω_{\rm HI}b_{\rm HI}] \le 0.23$，其中$Ω_{\rm HI}$和$b_{\rm HI}$分别表示宇宙\HI质量密度和\HI偏置参数。以前的工作分析了$z…
2022-08-23 astro-ph.CO
Baryonic acoustic oscillations from 21cm intensity mapping: the Square Kilometre Array case
我们定量地研究了在后再电离时代利用单碟21厘米强度测绘观测探测重子声振荡（BAO）的可能性。我们表明，望远镜光束涂抹出各向同性的BAO签名，并在平方公里阵列（SKA）仪器的情况下，使其无法检测到的红移$z\gtrsim1$。然而，我们证明，BAO峰仍然可以检测到径向21厘米的功率谱，并描述了一种方法，使这种类型的测量。通过数值模拟，包含21厘米宇宙学信号，以及最相关的银河系和银河系外的前景和基本的仪器效应，我们量化的精度，径向BAO尺度可以测量在21厘米功率谱。我们系统地调查的信号噪声和恢复BAO信号的精度作为宇宙方差，仪器噪声，角分辨率和前景污染的函数。我们发现，在低红移时，SKA的预期噪声水平会降低$\sim5\%$对最终BAO误差的影响，但在$z\sim2-3$时，这种影响会增大到$\sim65\%$.此外，我们发现，径向BAO签名是强大的前景系统学，主要影响是增加$\sim20\%$的最终不确定性的标准标尺所造成的贡献的前景残差，以及减少天空面积需要避免高前景地区。我们还发现，它应该是可能的，以检测径向BAO签名具有高的意义，在整个红移范围。我们的结论是，由SKA进行的21厘米实验应该能够直接测量的膨胀率$H(z)$的红移$z\lesssim2.5$与竞争的百分之一级的精度。
2016-08-31 astro-ph.CO
The C-Band All-Sky Survey (C-BASS): Simulated parametric fitting in single pixels in total intensity and polarization
宇宙微波背景$B$模式信号在任何频率下都可能比大部分天空中弥漫的银河前景信号弱。从这些前景中分离CMB的常用方法是通过基于像素的参数模型拟合。目前没有足够的全天空地图来适应最简单的天空模型。通过模拟七个代表性像素的发射，我们证明，包含5 GHz的数据点允许更复杂的模型的低频前景，以适应比目前。它表明，包括CBASS数据将显着减少一些关键参数的不确定性，在银河系前景和CMB的建模。额外的数据允许估计的同步加速器光谱指数的约束比目前可能的更强烈，与相应的改进的准确性的CMB振幅的恢复。然而，我们表明，把好的限制模型的同步辐射光谱曲率将需要额外的低频数据。
2019-07-29 astro-ph.CO
The HI intensity mapping bispectrum including observational effects
双谱是一种3点统计量，有可能提供调查数据集功率谱分析之外的其他信息。射电望远镜广泛调查的21厘米发射中性氢（HI）是一种很有前途的方式来探测LSS，在这项工作中，我们提出了一个调查HI强度映射（IM）的双谱模拟。本文提出了一个红移空间HI IM双谱模型，其中包括射电望远镜光束和21厘米前景污染的观测效应。我们验证我们的建模处方与强大的IM模拟测量，包括这些观测效果。我们的前景模拟包括偏振泄漏，我们使用主成分分析清洗方法。我们还研究了非高斯光束的旁瓣效应。对于MeerKAT一样的单碟IM调查在$z=0.39$，我们发现，前景去除导致等边双谱的信噪比$S/N$减少8%，而光束减少了62%。我们发现我们的模型表现良好，通常提供$χ^2_\text{dof}\sim 1$，表明与数据拟合良好。虽然我们的重点是后再电离，单碟IM，我们的观测效果，特别是前景去除建模，也可以相关的干涉仪和再电离研究。
2021-07-28 astro-ph.CO
Residual foreground contamination in the WMAP data and bias in non-Gaussianity estimation
我们分析是否有任何残留的前景污染，在清洁WMAP 7年的数据，差分组件，Q，V和W。我们计算前景图之间的相关性，从其中长波长的相关性已被减去，和前景减少应用银河系和点源掩模后的每个差分组件的地图。我们发现所有的差分组件的正相关性，具有很高的统计意义。对于Q和V，我们发现很大一部分污染来自前景图具有大于均方根值三倍的正值的像素。这些发现意味着存在来自银河系排放和未解决的点源的残留污染。我们在掩蔽Scodeller等人[7]的扩展点源目录后重新进行分析，发现相关性和相应的显著性值下降。为了量化残留污染对CMB中原始非高斯性搜索的影响，我们将估计的污染物分数添加到模拟高斯CMB图中，并计算由于污染而产生的Minkowski泛函的特征非高斯偏差形状。我们发现显着的协议，这些偏差的形状与从WMAP数据，这意味着所观察到的非高斯偏差的主要部分来自残留的前景污染。我们还计算非高斯偏差的闵可夫斯基泛函后，应用点源掩模的Scodeller等人。并发现减少的偏差，这是一致的，在污染水平的降低的整体幅度。
2012-10-08 astro-ph.CO
21cm foregrounds and polarization leakage: a user's guide on cleaning and mitigation strategies
HI强度测绘的成功在很大程度上取决于21 cm前景污染的控制程度。为了进一步加深我们的理解，我们从四个不同的$\sim3000$ \，度$^2$天空区域，有和没有偏振泄漏的影响，提出了一系列的模拟前景数据。将这些与基础宇宙学HI模拟相结合，创建了一系列需要不同前景处理的单碟强度映射测试案例。这使我们能够进行最普遍的研究，到21厘米的前景和他们的清洁技术的后再电离时代。我们首先提供了最常用的盲前景去除技术（PCA/SVD，FASTICA，GMCA）的教学审查。我们还尝试了非盲参数拟合技术，并讨论了潜在的杂交方法。我们强调了这些技术的相似性和差异，发现盲方法产生的结果几乎相等，我们解释了这一点的根本原因。模拟允许得到的清洁数据的精确分解，我们分析了前景残差的贡献。我们的研究结果表明，极化的前景残差一般应subdominant HI小尺度（$k\gtrsim0.1\,h\,\text{Mpc}^{-1}$）。然而，在更大的尺度上，结果更多地依赖于区域。在某些情况下，侵蚀性清洁严重地抑制HI功率，但仍然留下占主导地位的前景残留物。我们还证明了增益与光学星系调查，在极端水平的残留前景可以规避互相关。然而，这些残留物仍然有助于错误，我们讨论了过度清洁和清洁不足之间的最佳平衡。
2021-03-24 astro-ph.CO
The Cross-correlation of KSZ Effect and 21 cm Intensity Mapping with Tidal Reconstruction
讨论了利用21.cm强度图（IM）关联宇宙微波背景（CMB）温度涨落和密度涨落来研究具有运动学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应的扩散重子分布的可能性.互相关算法面临的最大挑战是由于前景和干涉仪的零间距问题导致的IM中大尺度信息的丢失。我们应用潮汐重建算法来恢复丢失的大规模模式，这增加了三个以上的因素的相关性。在预测的前景水平下，我们期望使用CHIME和普朗克对$0.8\lesssim z\lesssim2.5$的kSZ信号进行$\sim20\,σ$检测，并且使用HIRAX和普朗克对$\sim40\, σ$进行检测。随着空间分辨率更高的下一代设施的出现，其重要性将大大增加。
2018-11-12 astro-ph.CO
BeyondPlanck XIII. Intensity foreground sampling, degeneracies, and priors
本文介绍了BeyondPlanck框架中的强度前景算法与模型，通过联合采样、单极子确定及空间先验等技术改进了Commander成分分离，解决了有限数据下的前景参数简并问题，并指出异常微波辐射峰值频率是唯一具显著信噪比的谱参数。
2022-10-01 astro-ph.CO
The high redshift star-formation history from carbon-monoxide intensity maps
我们演示了如何宇宙恒星形成的历史可以测量一点统计的一氧化碳强度图。使用P（D）分析，可以从测量的单点强度PDF推断CO发射源的光度函数。恒星形成率密度（SFRD）可以从CO光度密度中得到，在几个红移处。我们研究了仪器噪声、谱线前景和目标红移的影响，得到了CO光度密度为10%的约束条件。我们表明，SFRD的不确定性是由连接CO光度和恒星形成的模型。对于这个模型的不确定性的悲观估计，我们得到了一个错误的顺序50%的SFRD的调查目标红移之间的2和7合理的噪音和前景。然而，强度图和星系之间的比较可以大大减少这种模型的不确定性。在这种情况下，我们在这些红移上对SFRD的限制提高到大约5- 10%，这与当前的测量非常具有竞争力。
2016-02-08 astro-ph.CO
The feasibility of weak lensing and 21cm intensity mapping cross-correlation measurements
该研究计算并模拟了红移z<1的中性氢强度映射与弱引力透镜会聚度的交叉关联，分析前景去除使信号降50%-70%的特征，经Fisher预测证实该测量可约束宇宙学与HI偏置。
2024-06-21 astro-ph.CO
Hi intensity mapping with MeerKAT: Primary beam effects on foreground cleaning
即将到来的和未来的中性氢强度测绘调查提供了一个很好的机会，以约束宇宙学在后再电离宇宙，提供了一个良好的精度是在强前景和宇宙学信号之间的分离。清洁方法依赖于前景的频率平滑度，并且通常在简单的高斯初级光束的假设下应用。在这项工作中，我们测试的存在下，一个现实的初级光束模型与非平凡的频率依赖性的清洗。我们专注于平方公里阵列前体MeerKAT望远镜和模拟单碟广域调查。我们认为主要的前景组件，包括一个准确的全天空点源目录。我们发现，波束旁瓣和前景结构之间的耦合可以复杂的清洗。然而，当波束频率依赖性平滑时，我们表明，只有当远旁瓣意外地大时，清洁才会出现问题。即使在这种情况下，如果最强的点源被移除并且清洁更积极，则适当的重建是可能的。然后，我们考虑一个非平凡的频率依赖性：一个正弦型特征的光束宽度，是目前在MeerKAT光束，预计在大多数菜，包括SKA 1-MID。这种特征与前景发射耦合，使信号的重建在频率上产生偏差，可能影响宇宙学分析。有趣的是，即使不包括点源并且波束是高斯的，这种污染也以较低的水平存在，这表明即使在主瓣内，这种频率纹波也可能是有问题的。我们表明，这种效果被限制在一个狭窄的区域在$k_\parallel$空间，可以减少，如果地图仔细重新平滑到一个共同的较低的分辨率。
2021-09-01 astro-ph.CO astro-ph.IM
Determination of z~0.8 neutral hydrogen fluctuations using the 21 cm intensity mapping auto-correlation
宇宙中中性氢的大尺度分布将通过其21厘米的发射而发光。在这里，我们第一次使用21 cm强度波动的自功率谱来约束z~0.8处的中性氢波动。我们的数据是用绿岸望远镜获得的，在两个总共约41度的视场上跨越了红移范围0.6 < z < 1。平方和190小时的无线电集成时间。占主导地位的同步加速器前景超过信号约10^3，但自由度较少，可以有效地去除。即使在存在剩余前景的情况下，自动功率仍然可以被解释为21 cm信号的上限。我们以前的测量21厘米的强度和WiggleZ星系调查的互相关提供了一个下限。通过信号和前景的贝叶斯处理，我们可以将自动和交叉功率中的两个场组合成Omega_HI b_HI = [0.62^{+0.23}_{-0.15}] * 10^{-3}的测量值，置信度为68%，系统校准不确定度为9%，其中Omega_HI是中性氢（HI）分数，b_HI是HI偏差参数。我们描述了目前数据集的观测挑战和克服这些挑战的计划。
2013-06-27 astro-ph.CO
The bispectrum of polarized galactic foregrounds
了解银河系毫米波辐射的性质对于研究宇宙微波背景（CMB）具有重要意义。在这项工作中，我们探讨了双谱，三点函数的谐波等效，从银河尘埃和同步辐射。我们研究了这些影响在广泛的频率范围内使用同步加速器占主导地位的S波段偏振全天巡天（SPASS）地图在2.3 GHz，普朗克卫星地图（30-857 GHz）和灰尘占主导地位的红外天文卫星（IRAS）地图在3太赫兹。我们测量双谱的总强度场，T，以及梯度，E，和旋度模式，B，偏振场。我们发现同步辐射和银河尘埃都有很强的温度双谱，在压缩极限下有很大的贡献，这一结果揭示了两个小尺度模与一个大尺度模之间的关联。此外，我们发现，尘埃也有很强的偏振双谱，也在压缩配置的峰值。我们探索宇称奇双谱，如BTT双谱，并发现强宇称奇双谱的银河系尘埃特别是在BTT，BTE和BEE配置。掩蔽明亮的来源后，我们没有发现任何证据的偏振同步双谱和交叉双谱之间的灰尘和同步辐射。这里讨论的强前景双谱需要仔细控制，以避免偏置原始非高斯测量。最后，我们使用这些双谱工具来测试残留前景的组件分离普朗克地图，并没有发现残留前景的证据。这些工具将是有用的表征残留前景的组件分离的地图，特别是对实验频率覆盖范围小于普朗克卫星。
2019-10-06 astro-ph.CO
Unveiling dark energy properties with high-sensitivity cross-correlations of neutral hydrogen intensity mapping and galaxy surveys
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
研究利用中性氢强度映射与星系巡天交叉相关性揭示暗能量特性，通过模拟未来低红移氢原子观测和窄带光学巡天，获得交叉功率谱并进行贝叶斯分析推断宇宙学参数，为21厘米强度映射的宇宙学研究提供重要方法。
2026-07-22 astro-ph.CO
Intensity Mapping with the 21-cm and Lyman Alpha Lines
21厘米和莱曼阿尔法线是氢光谱两端的主要发射线。每条线可用于创建大尺度结构的三维强度图。在低红移时，由于莱曼α辐射，天空亮度估计为0.4焦耳/球面度，比黄道光前景更亮。
2012-06-01 astro-ph.CO
Cross-correlation cosmography with HI intensity mapping
前景密度场与两个不同背景会聚场的互相关可以用来测量宇宙距离比和约束暗能量参数。我们调查的可能性进行这样的测量使用的组合光学星系调查和HI强度测绘调查，重点是计划的平方公里阵列（SKA）的性能。利用HI强度映射探测前景密度示踪场和/或背景源场具有良好的红移分辨率和较长的杠杆臂的优点，通过使用来自高红移背景源的透镜信号实现。我们的研究结果表明，对于我们最好的SKA光学配置的调查，一个恒定的状态方程的暗能量可以被约束到$\simeq 8\%$的天空覆盖$f_{\rm sky}=0.5$和假设$σ(Ω_{\rm DE})=0.03$前的暗能量密度参数。我们还表明，使用CMB作为第二个源平面是没有竞争力的，即使考虑一个COrE类卫星。
2015-10-26 astro-ph.CO
Eliminating polarization leakage effect for neutral hydrogen intensity mapping with deep learning
针对中性氢强度映射中的偏振泄漏效应，提出基于深度学习的U-Net前景去除方法，结合PCA预处理，有效去除了前景残余并补偿了信号损失，验证了其在HI涨落幅度约束误差下的稳健性。
2023-09-04 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Methodological Frontiers in 21-cm Intensity Mapping: the Treatment of Systematics and Foreground Contamination
Observatoire de la Côte d’Azur（蔚蓝海岸天文台）；University of the Western Cape（西开普敦大学）；Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；Foundation for Research and Technology Hellas (FORTH)（希腊研究与技术基金会）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）；The University of Edinburgh（爱丁堡大学）；Indian Institute of Technology Madras（印度理工学院马德拉斯分校）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；University of Portsmouth（朴茨茅斯大学）；Banwarilal Bhalotia College（班瓦里拉尔·巴洛蒂亚学院）；University of Cambridge（剑桥大学）；Northeastern University（东北大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）
本文综述了单碟21厘米强度映射中处理系统误差和前景污染的最新方法，重点讨论了波束响应和关联噪声等望远镜特定系统误差，并评估了不同方法在模拟环境中的优劣。
2026-06-26 astro-ph.CO
