The OH line contamination of 21 cm intensity fluctuation measurements for z=1~4
宇宙的大尺度结构可以用21厘米线上未分辨的强度起伏来绘制。强度涨落的功率谱已被提出作为探测低到中等红移的重子声学振荡的探针，目前正在考虑进行干涉实验。我们讨论了18 cm OH线产生的低红移21 cm强度功率谱的污染，因为在稍高的红移产生的OH线的强度波动有助于在实验中观察到的强度波动。我们假设OH超脉泽的光度与恒星形成率相关，并利用模拟来估计OH信号和空间各向异性。我们还使用半解析模拟来预测21厘米的功率谱。在z=1 ~ 3的范围内，我们发现在重子声学振荡的第一个峰的尺度上，OH污染可以达到21 cm均方根涨落的0.1%~ 1%.当z>3时，OH信号迅速下降，因此在高红移时，21-cm上的污染变得可以忽略不计。
2011-09-14 astro-ph.CO
Near-infrared Extragalactic Background Light Fluctuations on Nonlinear Scales
对近红外河外背景光（EBL）的几项波动研究发现了几十角分尺度的过剩功率（$\ell\sim10^3$）。来自内晕光（IHL）的发射已被提出作为过量信号的可能解释。在这项工作中，我们调查的EBL波动的功率谱中的集成星系光（IGL）和IHL使用模拟星系表MICECAT的发射。我们发现，在$\ell\sim10^3$，从卫星星系的单晕集群有相当的功率IGL功率谱中的双晕项。在以前的一些EBL分析中，IGL模型假设了一个小的单晕聚类信号，这可能导致高估了IHL对EBL的贡献。我们还研究了IGL $+$ IHL功率谱对IHL分布的依赖性，IHL分布是红移和晕质量的函数，以及晕内的空间分布。我们的预测表明，即将进行的SPHEREx深场调查可以区分这项工作中考虑的不同国际人道主义法模型，具有重要意义。最后，我们从掩模和信号的相关性中量化功率谱中的偏差，这在以前的分析中没有考虑到。
2022-11-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Polarization of the Cosmic Infrared Background Fluctuations
宇宙红外背景（CIB）是轻微偏振的。单个星系的偏振方向可以与星系周围的潮汐场对齐，从而导致非零的CIB偏振。我们使用一个线性的内在排列模型，从理论上预测角相关的CIB偏振波动，发现electriclike和curl-like（$B$ -mode）的偏振模式同样产生的功率小于其强度的四个数量级。CIB $B$模式信号可以忽略不计，对于在标称频率下进行膨胀$B$模式搜索以进行宇宙微波背景测量而言，它并不是一个值得关注的前景，但未来的空间飞行任务可以在亚毫米波长下探测到它。
2019-07-28 astro-ph.CO
Weak Lensing of Intensity Mapping: the Cosmic Infrared Background
引力透镜使宇宙红外背景（CIB）光子的路径发生偏转，在CIB图上留下可测量的印记。由此产生的统计各向异性可以用来重建CIB源的红移的物质分布。为此，我们推广的CMB透镜二次估计到任何弱非高斯源场，通过推导出最佳的透镜权重。我们指出了由源场的非高斯性和“自透镜效应”引起的附加噪声和偏差。我们提出的方法来减少，减去或模拟这些非高斯性。我们表明，CIB透镜应该是可检测的普朗克数据，并在未来的CMB实验，如CCAT-Prime的高意义检测。因此，CIB构成了一个新的源图像透镜的研究，提供了限制的振幅结构之间的星系和CMB的中间红移。CIB透镜测量还将提供有关宇宙中恒星形成历史的宝贵信息，限制CIB功率谱之外的CIB晕模型。通过对弱非高斯源场透镜重建的详细处理，这项工作构成了从连续或线强度映射数据（如莱曼α发射，吸收和21 cm辐射）进行透镜重建的垫脚石。
2018-06-06 astro-ph.CO
Brightness and Fluctuation of the Mid-Infrared Sky from AKARI Observations towards the North Ecliptic Pole
我们提出了平滑的中红外天空的观测日本红外天文卫星AKARI。AKARI在其冷相期间用覆盖2.4至24微米的9个波段监测了北黄道极（NEP），其中6个中红外波段用于本研究。我们应用功率谱分析的图像，以寻找天空亮度的波动。观测到的波动被解释为光子噪声，微弱源的散粒噪声和银河卷云的波动。在短的中红外波长（7，9和11微米）的几角分尺度的波动主要是由星际尘埃卷云的漫射银河光引起的。在长的中红外波长（15，18和24微米），光子噪声是波动的主要来源，从弧秒到几个弧分。去除这些影响后，200弧秒处的剩余波动幅度在24微米处至多为1.04 +/- 0.23 nW m^-2 sr^-1或亮度的0.05%，在18微米处至少为0.47 +/- 0.14 nW m^-2 sr^-1或亮度的0.02%。我们得出，考虑2σ误差时，黄道光向NEP方向的波动上限为天空亮度的0.03%。
2012-08-25 astro-ph.CO astro-ph.EP
An excess of non-Gaussian fluctuations in the cosmic infrared background consistent with gravitational lensing
宇宙红外背景（CIB）是引力透镜。从宇宙微波背景（CMB）的透镜分析中继承的二次估计技术可以应用于检测CIB透镜效应。然而，CIB波动本质上是强非高斯的，使得CIB透镜重建高度偏置。我们进行了数值模拟，以估计固有的非高斯性，并建立了一个互相关的方法来精确地提取CIB透镜信号从原始数据。我们将这种技术应用于CIB数据从普朗克卫星和交叉相关的CIB数据，星系数计数和CMB透镜的潜力得到的透镜估计。我们在$>4σ$检测到与透镜贡献一致的过量。
2019-05-06 astro-ph.CO
Relaxation leptogenesis, isocurvature perturbations, and the cosmic infrared background
宇宙红外背景辐射的观测在小角尺度上表现出显著的波动。已经提出了一些解释，但目前对这些大幅度波动的起源没有达成共识。我们认为，小规模的波动，物质反物质的不对称性可能会导致变化的恒星形成率负责的CIB波动的可能性。我们表明，最近提出的希格斯弛豫leptogenesis机制可以产生这样的小尺度重子等曲率扰动，可以解释所观察到的过剩的CIB波动。
2017-01-30 astro-ph.CO hep-ph
The case against large intensity fluctuations in the z ~ 2.5 HeII Lyman-alpha forest
先前对2.2 < z< 2.7 HeII莱曼α森林的研究测量到的电离背景波动比理论上预期的要大得多。我们重新分析了最近的哈勃太空望远镜数据，从两个已经被用来进行这些测量，HE 2347 -4342和HS 1700 +6416，并发现绝大多数的吸收实际上是一致的一个单一的HeII光电离率。我们表明，数据约束的RMS分数波动水平平滑在1兆秒差距为< 2，并讨论为什么其他研究发现更大的波动。我们的测量是一致的模型，其中类星体占主导地位的z=2.5 metagalactic氦电离背景（但它可以容纳不太引人注目的模型），它表明类星体（而不是恒星）是主要的贡献者的HI电离背景。我们检测到一个HeII横向邻近效应，这是从一个已知的类星体的红移略有偏移。它的轮廓和偏移量可能表明，类星体在1000万年前就开始了。
2014-02-27 astro-ph.CO
The Cosmic Infrared Background Experiment-2: An Intensity Mapping Optimized Sounding-rocket Payload to Understand the Near-IR Extragalactic Background Light
CIBER-2是探空火箭实验，通过0.5-2.0微米六波段强度映射和绝对光度测量研究河外背景光，已成功飞行并评估了在轨性能。
2025-10-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
AKARI observation of the fluctuation of the near-infrared background
我们报告了日本红外天文卫星AKARI在2.4、3.2和4.1 \mum上对朝向北黄道极（NEP）的天空亮度波动的搜索。我们得到了圆形地图与100直径的视野，清楚地显示了空间结构的规模为几百弧秒。功率谱分析表明，在大于10000的角尺度上，存在一个明显的过剩涨落，这不能用黄道光、漫射银河光、暗星系的散粒噪声或低红移星系团来解释。这些结果与美国宇航局斯皮策太空望远镜在3.6和4.5 \mum的观测结果一致。在大角度尺度下观测到的波动分量具有蓝色恒星光谱，这与IRTS观测到的过量各向同性发射光谱相似。波段间存在显著的空间相关性，线性相关的斜率与超涨落谱一致。这些发现表明，探测到的波动可以归因于宇宙的第一批恒星，即pop.III恒星。观测到的涨落对第一颗恒星的时代提供了重要的限制。
2011-09-15 astro-ph.CO
Theoretical and observational constraints on the HI intensity power spectrum
中性氢（HI）21厘米强度起伏的红移映射承诺一个新的和强大的宇宙学探测。中性氢气的质量密度，$Ω_{\rm HI}$和偏置参数，$b_{\rm HI}$的HI强度波动功率谱的关键天体物理输入。我们汇编了最新的理论和观测约束$Ω_{\rm HI}$和$b_{\rm HI}$在不同的红移后再电离宇宙。约束纳入星系调查，HI强度映射实验，阻尼莱曼- $α$系统的观测，分配HI到暗物质晕的理论处方，和数值模拟的结果。利用最小方差插值方法，我们得到了三种不同置信度情况下红移0-3.5范围内HI强度起伏功率谱的预测不确定度。给出了$Ω_{\rm HI}$、$b_{\rm HI}$和HI功率谱幅值的内插值及其不确定度的方便表格。我们讨论了目前和未来的强度映射实验的功率谱测量的后果。
2014-12-20 astro-ph.CO
Updated analysis of near-infrared background fluctuations
由{ \tt Spitzer}在3.6 $μ$ m处测量的近红外背景（NIRB）波动功率谱显示出超出已知星系信号的聚集，该信号已被解释为早期（$z\simgt 13$）、吸积（直接坍缩）黑洞（DCBH）或低- $z$晕内光（IHL）。此外，这些波动与在（0.5-2）keV测量的宇宙X射线背景（CXB）相关，支持黑洞的解释。最近检测到两个{ \tt CIBER} 1.1/1.6 $μ$ m波段与3.6 $μ$ m { \tt Spitzer}波段之间的相关性，对这种情况提出了质疑。这种相关性很难用早期的DCBH来解释，由于星系间的吸收，DCBH不能对最短的波段做出贡献。在这里，我们表明，新的相关性是由银河系恒星光被尘埃散射而产生的漫射银河光（DGL）分量引起的。对过量的黑洞解释仍然完全有效，实际上，包含DGL允许对DCBH丰度/质量的要求较低（高达约30%）。
2016-01-11 astro-ph.CO
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 Signatures of Large-scale Temperature and Intensity Fluctuations in the Lyman-alpha Forest
再电离过程似乎不可避免地会在星系际介质中产生大规模的温度波动。使用玩具温度模型和详细的加热历史从宇宙学模拟的HeII再电离，我们研究的后果，不均匀加热的Ly-alpha森林。在物理上动机良好的模型中，温度波动的影响可能令人惊讶地微妙。事实上，我们表明，在我们的再电离模拟预测的水平上的温度波动不会引起可检测的签名，在以前已经采用的统计类型。然而，由于在视线Ly-alpha森林功率谱中，小尺度密度功率与大尺度模式的混叠，早期的分析对具有>~ 30 Mpc波长的3D模式不敏感-温度波动可能相对最大的尺度。正在进行的重子振荡光谱巡天（BOSS）的目标是测量来自大样本类星体的Ly-alpha森林P_F的3D功率谱，以避免这种混淆。我们发现，物理驱动的温度模型可以改变P_F在一个统一的水平，在k <~ 0.1共动Mpc^{-1}，一个大小，应该很容易检测到与BOSS。紫外背景强度的波动也能显著地改变P_F。这些特征将使BOSS有可能研究HeII在2 < z < 3处再电离的热影响，并限制电离背景源的模型。未来的光谱测量可以将这种测量扩展到更高的红移，可能检测到氢再电离的热印记。
2011-07-13 astro-ph.CO
New measurements of the cosmic infrared background fluctuations in deep Spitzer/IRAC survey data and their cosmological implications
我们扩展以前的测量宇宙红外背景（CIB）波动~ 1度使用斯皮策扩展深度调查的新数据。在3.6和4.5 mic下分析了两个场，其深度为~12 hr/像素，超过3个时期。地图的领域组装使用自校准方法，独特的适合探测微弱的漫反射背景。从图中去除已分辨的源，直到AB mag ~ 25的星等极限，如剩余的散粒噪声水平所示。然后对这些地图进行傅立叶变换，并对其功率谱进行评估。仪器噪声是从时间差数据中估计出来的，减去它就可以分离出实际天空的空间波动。源减去字段的功率谱保持相同（在观测的不确定性）的三个时代，表明黄道光的波动贡献可以忽略不计。与8 mic功率谱的比较表明，银河卷云不能解释波动。该信号在天空中呈现各向同性分布，这是银河系外起源所必需的。CIB波动继续发散，在< 1度的角标度上超过已知星系群的10倍。低散粒噪声水平仍然在扩散地图表明，大规模的波动所产生的空间聚类微弱的源远低于混淆噪声。这些波动的空间谱与根据标准宇宙学模型（LCDM）在与第一恒星时代相一致的时代聚集的人口起源是合理的一致的。
2012-04-19 astro-ph.CO
Ultraviolet background fluctuations with clustered sources
我们开发了一个计数单元格的方法，包括源聚类的紫外背景波动的分布。我们证明，如果电离源的聚类遵循层次分析，可以得到一个精确的表达式。在这种情况下，强度分布仅取决于它们的2点关联函数。我们表明，高红移模拟类星体的空标度函数与负二项式形式是一致的，然后将我们的形式主义的描述氦II电离波动结束氦再电离。模型的输入是观测到的类星体光度函数和在红移$z\sim 3$的2点相关。我们发现，（共动）衰减长度$\lesssim $ 55 Mpc的类星体集群的贡献小于30%的强度波动的方差，只要类星体的相关长度不超过15 Mpc。我们还调查的强度分布的大尺度环境的依赖性。低密度和高密度区域之间的平均HeII电离强度的差异可能是一个因素很少，如果源高度聚集。为了做出更精确的预测，需要准确描述类星体的人口统计及其与强吸收系统的相关性。
2014-09-02 astro-ph.CO
Cosmic Infrared Background Fluctuations in Deep Spitzer IRAC Images: Data Processing and Analysis
本文提供了一个详细的描述的数据处理和分析程序，已在我们以前的研究中使用深斯皮策IRAC观测宇宙红外背景（CIB）的空间波动。我们应用的自校准从波动中去除了强烈的仪器信号，否则会破坏我们的结果。的程序和结果掩蔽亮源，和建模暗源的仪器噪声设置的水平。进行各种测试，以证明这些领域的所得功率谱不占主导地位的仪器或程序的影响。这些测试表明，留在最深场的大尺度（>~ 30 '）波动与亮度足以被单独检测到的星系没有直接关系。我们提供了这些功率谱的参数化，在单独的仪器噪声，散粒噪声，和幂律分量。我们对CIB强度的空间波动的测量表明，产生波动的物体的平均发射非常低（在3-5微米处>~1 nW m-2 sr-1），因此与当前的伽马射线吸收约束一致。波动的来源可能是高z星族III天体，或者是非常低光度天体的更局部的组成部分，其聚集特性与已分辨的星系不同。最后，我们讨论了即将到来的天基调查的前景，直接测量的人口产生这些源扣除CIB波动居住的时代，并隔离这些人口的个人通量。
2009-09-21 astro-ph.CO
On the radiative and thermodynamic properties of the extragalactic far infrared background radiation using COBE FIRAS instrument data
使用函数的显式形式描述COBE FIRAS仪器在0.15 - 2.4 THz频率间隔测量的河外远红外背景（FIRB）辐射的平均光谱，计算总发射率、单位面积总辐射功率、总能量密度、光子数密度、亥姆霍兹自由能量密度、熵密度、计算了定容热容、定压热容、焓密度和能量密度。在0.15 ~ 2.4 THz频率区间内接收到的总强度的计算值为13.6 nW m^-2 sr^-1，约占宇宙历史上恒星核合成释放能量的总强度的19.4%。计算了红移z = 1.5时河外远红外背景辐射的辐射函数和热力学函数。
2014-01-17 astro-ph.CO
Zero-frequency magnetic fluctuations in homogeneous cosmic plasma revisited
基于涨落耗散定理，重新讨论了非磁化气体等离子体中的磁涨落，并在没有近似的情况下进行了计算。本文的结果与前人基于同一定理的结果相比，在定性和定量上都有不同。特别是，它表明，它是不正确的，光谱强度不随$k_{cut}$敏感地变化。同时，这种强度对等离子体和碰撞频率的依赖关系进行了讨论。
2011-04-01 astro-ph.CO physics.plasm-ph
Multi-Component Decomposition of Cosmic Infrared Background Fluctuations
在0.5 $μ$ m到2 $μ$ m之间的近红外背景包含了与宇宙辐射过程有关的丰富信息。红外背景各向异性编码的红移加权的总排放量在宇宙的历史，包括任何空间扩散和扩展的贡献。各向异性功率谱在小角标度下由未探测到的星系主导，在大角标度下由银河系辐射的弥散背景主导。除了这些已知的来源外，红外背景也来自$z < 3$的内晕光（IHL），与星系合并期间潮汐剥离的恒星有关。此外，它还包含了来自再电离时代（EoR）的第一批星系的信息。EoR信号具有光谱能量分布（SED），其由于莱曼吸收而在光学波长附近变为零，而其他信号具有随频率平滑变化的光谱。由于SED和空间聚类的差异，这些组分可以在多波长波动实验中分离。为了研究在何种程度上EoR波动可以分离的存在下，IHL，河外和银河系的前景，我们开发了一个极大似然技术，采用了完整的协方差矩阵之间的所有频率在不同的角度尺度。我们将这种技术应用于模拟的深成像数据在2 $\times$ 100度$^2$天空区域从0.75 $μ$ m到5 $μ$ m的9个波段，并发现这样的“频率层析成像”可以成功地重建代表性的EoR，IHL和前景信号的幅度和频谱形状。
2018-09-18 astro-ph.CO
Stochastic Dynamics of Infrared Fluctuations in Accelerating Universe
我们扩大调查的红外动力学加速宇宙。在无质量和最小耦合标量场的存在下，物理量可以通过超视界尺度下的量子涨落获得不断增长的时间依赖性。从半经典的观点，提出了这种红外效应描述的朗之万方程。在de Sitter空间中，随机方法已被证明是等价于在领先功率的增长的时间依赖性的再确认。本文对一般加速宇宙中的朗之万方程进行了重新推导。我们首先考虑一个加速宇宙的慢滚参数是恒定的，然后扩展的慢滚参数的背景变得依赖于时间。由此产生的朗之万方程包含一个白噪声项和系数的每一项的修改慢滚参数。此外，我们发现，只要我们采用适当的时间坐标，标量场的半经典描述导致相同的随机方程。
2015-08-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Lensing contribution to the 21cm intensity bispectrum
中性氢21厘米发射线的强度图被大尺度结构透镜化，类似于宇宙微波背景温度图的透镜化。我们扩展了以前的工作，计算了红移空间中透镜效应对全天21厘米双谱的贡献。当等红移涨落被较低的红移涨落透镜化时，透镜效应的贡献趋于峰值。在高红移时，透镜效应可以与密度和红移空间畸变的贡献相媲美。
2021-03-22 astro-ph.CO gr-qc
Infrared Sensitivity of Cosmological Probes In The Presence of Axion Field Fluctuations
本研究分析早期无质量旁观标量场涨落对宇宙学探针的反作用效应，明确其随共形时间的衰减规律，指出其或可缓解宇宙偶极张力但无法解释哈勃张力，且采用位置空间开展研究。
2025-02-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
