Unravelling lifecycles & physics of radio-loud AGN in the SKA era
射电大活动星系核（在1.4 GHz时>10^{22} W/Hz）将是SKA探测到的主要亮源群。SKA即使在广域调查中也将提供高分辨率，这意味着将首次对射电大声活动星系核（AGN）的大样本进行敏感的多频率总强度和偏振成像。SKA前所未有的灵敏度加上其宽视场能力将允许识别相同形态类型的物体（即整个FR I，低光度和高光度FR II，扰动形态以及弱射电发射AGN种群）（z~4及以后），并在其生命的同一阶段，从最年轻的CSS/GPS源到巨大的和衰落（垂死）的源，再到那些重新开始活动的射电星系和类星体。重要的是，SKA的宽频率覆盖范围将允许分析相同时期的静止帧无线电特性，灵敏度和分辨率将允许与多波段数据进行全面的交叉识别，进一步揭示推动这些射电源演变的物理过程。在SKA科学书的这一章中，我们总结了射电活动星系核生命周期和详细物理研究的主要科学驱动力，包括射电和动力学光度函数，活动星系核反馈，射电活动星系核触发，射电活动星系核统一和宇宙学研究。根据这些研究，我们讨论了建议SKA连续调查的最佳参数，包括全天和深场。
2014-12-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
SKATR: A Self-Supervised Summary Transformer for SKA
针对 SKA 21cm 信号训练数据昂贵且监督模型泛化受限的问题，本文提出自监督视觉 Transformer SKATR，其表征可低成本适配参数回归与生成推理，并在含噪、异模拟和高分辨率数据上实现域外泛化。
2025-05-14 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Cosmology from HI galaxy surveys with the SKA
平方公里阵列（SKA）有可能产生星系红移调查，这将是竞争的其他国家的最先进的宇宙学实验在未来十年。在本章中，我们总结了SKA第一和第二阶段在其当前设计状态下能够实现的能力。我们总结了不同的宇宙学实验，这些实验在本书的其他章节中有更详细的描述。SKA将能够在其两个阶段产生具有竞争力的重子振荡（BAO）测量。SKA的第一阶段将提供与光学和红外实验类似的测量，具有完全不同的系统效应，而第二阶段在统计能力方面是转型的。SKA将产生非常精确的红移空间失真（RSD）测量，由于星系数量众多，在较低的红移下优于其他实验。来自SKA的星系红移数据与射电连续谱巡天和光学巡天的交叉相关将提供非常好的光度红移校准以及非常好的重力修正界限。基于主成分分析（PCA）的方法，我们发现，SKA将能够提供竞争性的限制暗能量和修改后的重力模型。由于SKA覆盖的面积很大，这将是一个从最大尺度测量物理学的转型实验，例如从$\textrm{f}_{\textrm{nl}}$测量非高斯信号。最后，SKA可能会产生第一个实时测量的红移漂移。SKA将成为宇宙学的一台转型机器，因为它从早期的第一阶段发展到其全部力量。
2015-01-16 astro-ph.CO
Topology of neutral hydrogen distribution with the Square Kilometer Array
复杂HI气体分布的形态可以通过统计学（如Minkowski泛函）来量化，并且可以提供一种方法来统计地研究HI图中的大尺度结构，无论是在低红移还是在再电离（EoR）时期。在低红移时，21厘米的辐射追踪了底层的物质分布。用属数测量HI气体分布的拓扑结构，可以作为“标准尺”。这使得距离-红移关系的确定以及各种暗能量模型和修正引力模型的鉴别成为可能。拓扑分析对某些原始非高斯特征也很敏感。与两点统计量相比，拓扑统计量对非线性引力演化、偏差和红移空间畸变具有更强的鲁棒性。HI强度图观测自然避免了稀疏采样失真，是光学星系巡天的重要系统。SKA可访问的大宇宙体积将提供前所未有的精度使用这样的测量. [删节]
2015-01-16 astro-ph.CO
Square Kilometer Array Synergies for the Epoch of Reionization and Cosmic Dawn
National Centre for Radio Astrophysics, Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究院射电天体物理国家中心）；Jadavpur University（贾达普大学）；University of Toronto（多伦多大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Kavli Institute for Cosmology（卡弗里宇宙学研究所）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；University of Groningen（格罗宁根大学）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS, Institut d'Astrophysique Spatiale（法国国家科学研究中心空间天体物理研究所）；University of Vienna（维也纳大学）；Indian Institute of Technology Indore（印度理工学院印多尔分校）；University of Catania（卡塔尼亚大学）；The University of Tokyo（东京大学）；The Open University of Israel（以色列开放大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；Uppsala University（乌普萨拉大学）
综述利用其他仪器与SKA协同探测宇宙21厘米信号，通过先验信息、交叉相关和互补物理洞察来促进再电离纪元与宇宙黎明研究。
2026-07-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing cosmological phase transitions with SKAO through nano-Hz gravitational-wave portal
Lund University（隆德大学）；Universidade do Minho（米尼奥大学）
该研究依托PTAs的nHz引力波背景证据，探讨利用SKAO探测早期宇宙相变的物理案例、模型及方法，以深化对早期宇宙粒子相互作用的理解，凸显SKAO在相关研究中的优势与互补性。
2026-08-24 astro-ph.CO
Identifying the first generation of radio powerful AGN in the Universe with the SKA
现代天体物理学中最具挑战性和最令人兴奋的课题之一是再电离时期的星系形成。SKA在频率范围，分辨率和灵敏度方面具有革命性的能力，将允许探索宇宙中结构形成的第一个Gyr，特别是通过检测和研究AGN现象的最早表现。目前已知的数十个类星体的红移最高（z~7），其中许多表现出强大的无线电发射，这意味着超大质量黑洞可以在很短的时间尺度上生长，并支持存在非常高的红移（z > 7）无线电大声源-迄今为止尚未被发现的来源。此类探测不仅对于了解星系演化的最早阶段至关重要，而且对于通过对HI 21厘米森林与此类背景源的观测来直接研究再电离时代的中性氢也是必要的。为了了解如何SKA和SKA 1观测可以优化，以揭示这些最早的活动星系核，我们已经研究了一个强大的和年轻的射电星系的发射热CMB的影响。通过查看SKA 1的功能，特别是在波长覆盖和分辨率方面，我们确定如何在观测上最小化射电大声源的“CMB静音”效应，以及如何识别最佳的最高红移射电候选者。考虑到不同的预测在这样的红移射电响亮AGN的空间密度，我们确定了必要的调查特性，优化检测和识别的第一代射电响亮AGN在宇宙中。
2014-12-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
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
The SKA View of Cool-core Clusters: Evolution of Radio Mini-halos and AGN Feedback
Naval Research Laboratory（海军研究实验室）；Université de Montréal（蒙特利尔大学）；SKAO, SKA-Low Science Operations Centre（平方公里阵列望远镜组织，SKA低频频段科学运营中心）；University Catholic of Lyon- University of Lyon（里昂天主教大学-里昂大学）
基于SKA观测能力，研究冷核星系团中射电迷你晕的演化及其与AGN反馈的关系，预测可探测约3500个迷你晕，揭示AGN反馈在星系团核心物理中的作用。
2026-06-25 astro-ph.CO
Bubble mapping with the Square Kilometer Array -- I. Detecting galaxies with Euclid, JWST, WFIRST and ELT within ionized bubbles in the intergalactic medium at z>6
平方公里阵列预计将提供红移z>6的中性星系际介质的第一次层析观测，并在宇宙再电离的早期阶段确定单个电离泡的位置。在恒星形成星系提供宇宙再电离所需的大部分电离光子的情况下，人们预计第一个电离泡将集中在这些星系的超密度上。在这里，我们模拟了SKA-1应该能够在z=7-10处解析的孤立电离气泡内星系群的特性，并利用各种即将到来的近红外望远镜探索了这种结构内星系计数的前景。我们发现，对于SKA-1断层扫描范围内的气泡，气泡体积与从星系内逃逸的电离光子的数量密切相关。在星系主导的再电离的情况下，星系预计会出现在JWST和ELT的光谱检测阈值以上，即使是最小的可分辨气泡在红移z=10或以下。本文还讨论了用Euclid、WFIRST、JWST或ELT进行纯测光巡天探测这些结构中星系的前景。虽然光谱学在再电离结束时是最好的，以提供一个强大的气泡成员样本，但多波段成像可能是z~10处气泡的一个有竞争力的选择，因为在类似的红移下，预期视线闯入者的数量非常少。
2020-02-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Far-Infrared Radio Correlation at High-z: Prospects for the SKA
在这篇会议论文集文章中，我总结了Murphy（2009）的最新工作，该工作提出了远红外-无线电相关性演化的物理动机预测，作为宇宙射线（CR）电子冷却时间尺度变化引起的红移的函数，因为逆康普顿（IC）散射的宇宙微波背景（CMB）变得越来越重要。由于星系射电连续谱的非热成分越来越受到红移的抑制，因此在中等高频（$\sim$ 10 GHz）下的射电连续谱测量成为量化不受尘埃影响的高红移星系恒星形成活动的最干净的方法之一。鉴于会议的重点，特别强调了这对使用下一代无线电设施（如平方公里阵列（SKA））进行深层无线电连续测量可能意味着什么。
2009-10-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
Studies of Relativistic Jets in Active Galactic Nuclei with SKA
活动星系核（AGN）中的相对论喷流是迄今为止发现的最强大的天体之一。事实上，喷流活动星系核的研究被认为是SKA的一个突出的科学案例，并被收录在上一本SKA科学书的几个不同章节中（Carilli & Rawlings 2004）。关于相对论喷流物理学的大多数基本问题仍然没有答案，等待SKA等高灵敏度无线电仪器来解决它们。这些问题将通过分析SKA1进行的深空巡天（总通量和偏振通量）所产生的大量数据集来专门加以解决。涉及SKA1的宽视场甚长基线干涉测量观测将作为一种独特的工具，通过亮度温度测量区分河外相对论喷流和恒星形成星系。随后的SKA1研究在不同的分辨率相对论性射流将允许前所未有的宇宙学研究AGN射流的时代的再电离，使详细的特征的射流成分，磁场，粒子种群和等离子体的所有尺度上的属性。SKA将使我们能够研究喷流功率和恒星形成对活动星系核系统其他性质的依赖性。SKA1将使这样的研究大样本的喷流，而VLBI观测涉及SKA1将提供灵敏度为pc尺度成像，SKA2（其非凡的灵敏度和动态范围）将使我们能够第一次解决和建模最强大的无线电响亮AGN中最弱的无线电结构。
2015-01-02 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Radio Supernovae in the Great Survey Era
超新星爆发的无线电特性仍然知之甚少，尽管在其他波长发现的事件之后进行了长期的运动。经过大约30年的观测，只有大约50颗超新星在无线电波段被探测到，其中没有一颗是Ia型。即使是射电最强的事件，其射电强度也比光学强度弱10^4倍;迄今为止，这种本质上暗淡的天体只在非常局域的宇宙中可见。随着下一代射电望远镜的上线，包括EVLA，ASKAP和MeerKAT，并在平方公里阵列（SKA）中达到顶峰，射电超新星（RSNe）的探测和研究将从根本上改变和显着改善;后者应该比现有设施灵敏50倍以上。SKA可以重复扫描天空的大面积区域（> 1 deg^2），因此将以一种新的、自动的、无目标的、无偏见的方式发现RSNe和其他瞬变源。我们估计SKA将能够探测到红移z ~ 5的核心坍缩RSNe，所有红移率为~ 620次/年^-1 deg^-2，假设测量灵敏度为50 nJy，射电光变曲线与SN 1993 J相似。因此，SKA应该提供一个完整的核心坍缩RSN样本，是足够的核心坍缩超新星的射电性质的统计研究。EVLA应该能发现大约160个红移z ~ 3的事件，其他SKA前兆也应该有类似的探测率。我们还提供了调查策略的建议，以最大限度地提高SKA的RSN检测。这种新的射电核心坍缩超新星样本将补充光学搜索（如LSST）的探测结果，并共同提供关于大质量恒星演化、超新星物理学和星周介质的关键信息，直至高红移。此外，SKA可…
2011-07-15 astro-ph.CO
Interpreting the HI 21-cm cosmology maps through Largest Cluster Statistics -- I: Impact of the synthetic SKA1-Low observations
本研究采用最大团簇统计（LCS）分析再电离时期21厘米信号，通过模拟发现SKA1-Low的阵列综合波束会导致LCS估计偏差、偏移逾渗转变点，提出需更长基线的密集uv覆盖以获得无偏估计。
2023-06-09 astro-ph.CO
An infrared-radio simulation of the extragalactic sky: from the Square Kilometer Array to Herschel
为了利用赫歇尔空间天文台和下一代无线电设施之间的协同作用，我们将Wilman等人（2008年）的半经验河外无线电连续模拟扩展到中红外和远红外。本文以Spitzer 24、70和160微米巡天和SCUBA 850微米巡天结果为主要约束条件，对恒星形成星系和活动星系核的红外光谱能量分布（SED）进行了分配。恒星形成的星系占主导地位的源计数，和一个模型，在该模型中，他们的远红外无线电相关性和红外SED分配程序是不变的红移低估所观察到的24和70微米的源计数。70微米的赤字可以消除，如果恒星形成的星系经历更强的光度演变比原来假设的无线电模拟，这可能是部分归因于已知的非线性在远红外-无线电相关性在低光度，如果它与红移的发展。在24微米时，如果恒星形成星系发展出具有较冷尘埃和相应较强的多环芳烃（PAH）发射特征的SED，并在给定的远红外光度下增加红移，则不足会减少，但这种趋势可能在z>1时逆转，以便不过度产生亚毫米源计数。由此产生的模型比较有利，最近的BLAST结果，我们已经扩展了模拟数据库，以帮助解释赫歇尔调查。这种比较也可能有助于进一步改进模型和修正SKA及其前兆的预测。
2010-02-05 astro-ph.CO
The SKA view of cool-core clusters: evolution of radio mini-halos and AGN feedback
在大约70%的松弛冷核星系团中，最亮的星系团（BCG）是射电大声的，显示了中央活动星系核（AGN）喷射出的非热射电喷流和裂片。近年来，这种相对论性等离子体已经明确地显示出与周围的热团簇内介质（ICM）相互作用，这要归功于壮观的图像，其中观察到波瓣无线电发射填充了X射线发射气体中的空腔。这种“无线电反馈”现象很普遍，对于理解星系团内部区域的物理学和中心BCG的性质至关重要。同时，强机械力的活动星系核可能驱动ICM中心的湍流，这也可能对团尺度上非热辐射的起源起作用。在一些冷核星系团中观测到了弥散的非热辐射，其形式是围绕着射电大声的BCG的射电小晕，其尺度与冷却区相当。大型迷你晕样品是必要的，以建立其起源和连接的集群的热性能和动力学，特别是在未来的X射线表征的集群核心，因为它是预期的雅典娜XIFU。我们表明，SKA 1在混淆极限时，全天空参考巡天在波段2（每束均方根约2 μJy）有可能在红移z<0.6时探测到多达620个小晕，而使用SKA 1在亚弧秒分辨率下进行的带1/2的深层参考勘测（rms ~0.2 μJy/波束）将允许在任何红移下对射电噪BCG进行完整的普查，直至10^{22} W/Hz的1.4 GHz功率。我们进一步预测，SKA 2可能会在红移z<0.6时探测到多达1900个新的迷你晕，并在每个星系团和集团中表征无线电模式AGN反馈，红移z高达1.7（目前探测到的最高z）。
2014-12-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
Simulating the 21cm forest detectable with LOFAR and SKA in the spectra of high-z GRBs
本文研究了在高红移长伽马射线暴（GRB）余辉光谱中探测21 cm吸收特征的可行性。这是采用模拟宇宙再电离，连同仪器特性的低频阵列射线（LOFAR）。我们发现，如果GRB起源于PopIII星，LOFAR在z>7时可以检测到吸收特征（S/N大于几个），而如果噪声减少一个数量级，即类似于平方公里阵列（SKA 1-low）的第一阶段，则检测会更容易。另一方面，更多的标准伽玛暴太暗，即使用SKA 1-low的十倍灵敏度也无法探测到，只有在最乐观的情况下，在z>9时才能达到大于几个的S/N。
2015-07-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Unveil the nature of JWST-AGN and Little Red Dots with SKAO continuum surveys
National Centre for Radio Astrophysics - Tata Institute of Fundamental Research（国家射电天体物理中心-塔塔基础研究院）；Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge（剑桥大学卡弗里宇宙学研究所）；Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室）；Department of Physics and Astronomy, University College London（伦敦大学学院物理与天文系）
针对JWST发现的高红移AGN和小红点（LRDs）在X射线、紫外、中远红外及射电波段均异常暗弱的现象，本文提出SKAO连续谱巡天可通过探测不同物理模型（康普顿厚吸收、高吸积率弱发射、致密电离气体茧散射）产生的独特射电信号，区分其本质并揭示其物理机制。
2026-07-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Synthetic Observations with the Square Kilometre Array (SKA) -- development towards an end-to-end pipeline
探测来自宇宙黎明和再电离时代的中性氢的红移21厘米信号是现代观测宇宙学的最后前沿之一。固有的微弱信号使其容易受到天体物理前景和仪器系统学等几个来源的污染。尽管如此，最近取得的进展将结合起来，使信号检测与即将到来的平方公里阵列（SKA），无论是统计和通过断层扫描。本文介绍了一个本地开发的端到端的管道，模拟敏感的干涉观测。主要介绍了干涉仪对\hi检测的要求。在其目前的形式，它可以模拟现实的点源前景和系统的影响-校准误差和位置误差对21厘米的观测。在校准误差和位置误差为0.01%的情况下，验证了该流水线的性能.它的性能在望远镜、前景和信号模型中是一致的。在最初阶段，模拟管道的重点是EoR科学。但是，由于这是一个通用的干涉仿真管道，它将有助于整个SKA用户社区，无论科学目标。
2022-11-08 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Far-Infrared--Radio Correlation at High Redshifts: Physical Considerations and Prospects for the Square Kilometer Array
（摘要）我提出了一个预测分析的行为的FIR-无线电相关的红移的函数在光的深无线电连续调查，可能成为可能使用SKA。为了保持一个固定的比例之间的FIR和主要的非热射电连续辐射的正常恒星形成的星系之间的星系磁场和辐射场的能量密度需要一个几乎恒定的比例。虽然宇宙微波背景辐射（CMB）的IC损失在本地宇宙中可以忽略不计，但CMB能量密度（即$\sim(1+z)^{4})$）强度的快速增加表明，FIR无线电相关性的演变应该随着红外（IR; $8-1000 \micron$）/无线电比率随红移而增加而发生。目前，观测结果并没有显示出这样的红移趋势; $z\sim6$射电宁静类星体似乎依赖于当地的FIR-射电相关，而$z\sim4.4$和$z\sim2.2$ SMG的样本显示出的比率是$\sim$ 2.5 { \it below}正则值的一个因子。我还推导出一个5 $σ$点源灵敏度的目标$\approx$ 20 nJy（即$σ_{\rm RMS} \sim 4$ nJy），要求SKA指定为$A_{\rm eff}/T_{\rm sys}\approx 15000$ m $^{2}$ K $^{-1}$ ;实现这一灵敏度应该能够检测星系形成恒星的速度为$\ga25 M_{\sun} {\rm yr}^{-1}$，在所有的红移，如果存在。利用的事实，即一个星系的无线电连续发射的非热分量将迅速抑制IC…
2009-09-30 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraints of relic gravitational waves by Pulsar Timing Array: Forecasts for the FAST and SKA projects
脉冲星计时残差的测量为探测频率为$f\sim 1/{\rm yr}$的残余引力波提供了一种直接的方法。本文研究了当前和未来脉冲星定时阵对暴胀参数张量标量比$r$和张量谱指数$n_t$的约束。我们发现，中国的500米口径球面射电望远镜（FAST）和计划中的平方公里阵列（SKA）项目具有较强的检验类幻影暴胀模型的能力。如果是$r=0.1$，FAST可以给出对谱指数的约束$n_t<0.56$，SKA给出$n_t<0.32$ .当观测总时间T=20年时，脉冲星噪声级$σ_w=30$ ns和监测到的脉冲星数$n=200$甚至可以约束$n_t<0.07$。这些比从Parkers脉冲星定时阵列（PPTA），欧洲脉冲星定时阵列（EPTA）和北美纳赫兹引力波天文台（NANOGrav）的当前结果推断的要紧密得多。特别是通过研究各种观测因素对PTA灵敏度的影响，发现与$σ_w$和$n$相比，$T$的总观测时间对PTA灵敏度的影响最为显著。
2013-05-31 astro-ph.CO gr-qc
Galactic Hubs: New Insights and SKA View of AGN Feedback in Galaxy Groups
Ruhr Astroparticle and Plasma Physics Center（鲁尔天体物理与等离子体物理中心）
本文综述了星系群中AGN反馈的最新观测进展，重点介绍LOFAR等望远镜发现的过热、空洞和等离子体位移现象，并展望SKA如何通过高分辨率和灵敏度填补认知空白。
2026-06-24 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
Polarization of cluster radio halos with upcoming radio interferometers
合并中的星系团中心的同步加速器射电晕提供了最壮观和最直接的证据，证明了与星系团内介质相关的相对论粒子和磁场的存在。射电晕偏振辐射的研究对制约团内磁场的性质具有重要意义。然而，利用现有的射电观测设备，探测这种偏振信号是一项非常困难的任务。我们研究了未来的射电观测站，如平方公里阵列（SKA）及其先驱者和探路者，是否能够探测到星系团中射电晕的偏振发射。在宇宙学磁流体动力学模拟的基础上，利用活动星系核注入的初始磁场，我们预测在1.4 GHz的预期无线电晕偏振信号。我们将这些期望与当前无线电设施的限制进行比较，并探索即将到来的无线电干涉仪通过探测来自无线电晕的偏振发射来研究集群内磁场的潜力。在未来使用SKA前兆和寻路器在1.4 GHz进行的天空调查中，预计将获得的分辨率和灵敏度值（如APERTIF和ASKAP）是非常有前途的最强大的（L1.4GHz> 10 e25瓦/赫兹）无线电晕的极化发射的检测。此外，JVLA已经具有在较低分辨率下探测强射电晕偏振辐射的潜力，但要在较弱的射电晕（L1.4GHz~ 10 e24 Watt/Hz）中以高分辨率探测偏振信号，则需要SKA的灵敏度。
2013-04-23 astro-ph.CO
SKA-Athena Synergy White Paper
高能天体物理学高级望远镜（雅典娜）是欧洲空间局（欧空局）在其“2015-2025年宇宙愿景”方案中选定的X射线观测大型飞行任务，目的是解决“炽热高能宇宙”科学主题（Nandra等人，2013年），暂定于21世纪30年代初发射。平方公里阵列（SKA）是下一代射电天文台，由两个望远镜组成，一个由在中频（SKA 1-MID）运行的碟形天线组成，位于南非，另一个由在低射频（SKA 1-LOW）运行的对数周期天线组成，将位于澳大利亚（Braun等人，2017年）。射电望远镜的科学调试计划于2021-2022年开始。SKA-Athena协同团队（SAST）的任务是找出Athena和SKA之间潜在的科学协同作用。天体物理学界主要通过2017年4月24日至25日在曼彻斯特Jodrell Bank的SKAO举行的专门的SKA-Athena协同研讨会参与了这项工作。协同工作的最终结果，这份白皮书，详细描述了雅典娜和SKA的结合将开辟的一些科学机会，这些机会包括：1。宇宙黎明; 2.黑洞和星系的演化; 3.星系团中的主动星系反馈; 4.星系团中的非热现象; 5.探测宇宙网络; 6.黑洞吸积物理和天体物理瞬变; 7.银河系天文学：恒星、行星、恒星与超新星。
2018-07-24 astro-ph.CO astro-ph.EP 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
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
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
Faraday Rotation Measure due to the Intergalactic Magnetic Field II: the Cosmological Contribution
利用宇宙大尺度结构中基于湍流发电机的星系际磁场（IGMF）模型，研究了从宇宙网到宇宙学距离的星系际磁场引起的法拉第旋转测度（RM）.通过将IGMF和气体密度数据叠加到红移$z=5$，并考虑测量RM的偏振背景射电源的红移分布，我们模拟了RM的天空图。星系团的贡献从地图中减去，基于几个不同的X射线亮度和温度标准。我们的调查结果如下。不同红移的射电源的RM分布表明，均方根值随红移的增加而增加，对于$z \ga 1$，RM达到饱和。饱和值为RM $_{\rm rms} \approx$几个${\rm rad m^{-2}}$。$|{\rm RM}|$的概率分布函数服从对数正态分布。功率谱在$\sim 1 - 0.1^\circ$的角标度上具有宽平台，在$\sim 0.15^\circ$附近具有峰。二阶结构函数在$\ga 0.2^\circ$的角分离中具有平坦的轮廓。我们的研究结果可以为调查提供有用的见解，以探索IGMF与平方公里阵列（SKA）和即将推出的SKA探路者。
2011-07-01 astro-ph.CO
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
Optical Lensing by Axion Stars: Observational Prospects with Radio Astrometry
轴子和类轴子粒子（ALP）是一些最有动机的暗物质（DM）候选者。在某些情况下，早期宇宙中的大轴子波动可以坍缩形成称为轴子团的密集结构。密度轴子团是一种亚稳态，称为介子。在本文中，我们提出了一类新的可观测量，利用轴子的光子耦合。这种耦合的结果是，轴子团的作用就像一种非均匀折射光学介质--透镜--会导致入射电磁波的反常色散。轴子团对电磁波的散射，清楚地将这种透镜效应与引力透镜区分开来。在背景射电源前经过的轴子团块充当透镜，并导致明显的位置偏移，这可能会被即将到来的平方公里阵列（SKA）的高精度射电天体测量任务发现。我们讨论的敏感性SKA透镜效应在各种轴子晕模型。虽然引力微透镜测量对以不发光天体形式存在的DM的数量有很强的限制，但对质量范围为$[10^{-14}, 10^{-11}] M_\odot$的天体却无法做到这一点。我们发现，在很宽的参数空间范围内，SKA将是敏感的光学透镜在质量范围内，目前不受微透镜调查的光子。
2021-05-20 astro-ph.CO hep-ph
Dark Photon Dark Matter Radio Signal from the Milky Way Electron Density
本文研究了银河系中暗光子暗物质与自由电子的类汤姆逊过程产生的射电信号背景，通过计算ALMA和SKA望远镜的灵敏度，证明可探测大范围暗光子质量的无约束参数空间。
2025-04-07 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Real-time RFI Filtering for uGMRT: Overview of the Released System and Relevance to the SKA
本文介绍 uGMRT 实时 RFI 滤波系统，基于中位数绝对偏差检测并替换干扰样本，已用于 250-1450 MHz 观测，并探讨其对 SKA 的适用性。
2023-01-18 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Radio signals from early direct collapse black holes
我们探索的可能性，以检测连续射电信号从直接坍缩黑洞（DCBH）即将到来的射电望远镜，如SKA和ngVLA，假设形成后，他们可以在吸积阶段发射和维持强大的喷气机。我们假设高$z$的DCBH具有与观测到的射电活动星系核相似的喷流特性，然后使用喷流模型来预测它们的射电通量可探测性。如果喷流功率$P_{\rm jet}\gtrsim10^{42-43}$ erg为$^{-1}$，则可通过SKA/ngVLA检测，具体取决于喷流倾角。考虑到喷流功率与黑洞质量和自旋的关系，一般情况下，可以探测到质量为$\gtrsim10^5~M_\odot$的喷流DCBH。对于在$z=10$处的$\sim2.5\times10^{-3}$ Mpc $^{-3}$的总喷射DCBH数密度，预期约100度$^{-2}z^{-1}$ DCBH高于SKA 1-mid的检测阈值（100小时积分）。如果发射大部分无线电信号的喷流“斑点”是密集的和高度相对论性的，那么DCBH将只在SKA低波段微弱地发射，因为自同步辐射吸收（SSA）和蓝移。此外，DCBH包络中的自由-自由吸收可进一步减小SKA低频带中的信号。因此，结合SKA-low和SKA-mid观测可能提供一个潜在的工具来区分DCBH和正常的恒星形成星系。
2021-07-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
SpectrAx: Spectral Search of Axion-Like Particles Using Multi-Band Observations of Galaxy Clusters from SKA, SO, CMB-S4 and eROSITA
本文提出贝叶斯框架SpectrAx，利用SKA、SO、CMB-S4和eROSITA的多波段观测，推断星系团电子密度、磁场及轴子类粒子耦合强度，首次实现低红移星系团天体物理与超出标准模型物理的联合探测。
2025-02-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
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
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
Lunar radio emission from dark photon dark matter
Nanjing Normal University（南京师范大学）；Nanjing Key Laboratory of Particle Physics and Astrophysics（南京粒子物理与天体物理重点实验室）
本文提出利用月球表面将暗光子暗物质转化为射电波，并通过现有及未来射电望远镜探测，以覆盖此前不可及的参数空间。
2026-10-07 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
The MicroJy and NanoJy Radio Sky: Source Population and Multi-wavelength Properties
我提出了简单但强大的估计的类型的来源，使微弱的，次microJy无线电天空。这些星系包括恒星形成星系和射电宁静活动星系核，但也包括两个“新”的星系群，即低射电功率椭圆星系和矮星系，后者可能构成射电天空中数量最多的组成部分。然后，我第一次估计了这些物体可能具有的X射线，光学和中红外通量，这对于源识别以及即将到来的SKA及其各种探路者与其他波段未来任务之间的协同作用非常重要。在大面积的天空中，SKA和任何其他射电望远镜产生的调查至少达到microJy水平，将比目前计划（和过去）的所有天空调查更深，可能除了PAN-STARRS和LSST的光学调查。SPICA，JWST，特别是极大望远镜（ELT）将与下一代射电望远镜相匹配，但仅限于小面积和高于~ 0.1 - 1 microJy（1.4 GHz），而即使是IXO也只能检测X射线中microJy（nanoJy）人口的一小部分。另一方面，目前计划进行的全天空调查的大多数来源，除了可能的光学来源外，都将在SKA的范围内有一个无线电对应物。JWST和ELT可能是主要的，甚至可能是唯一的，能够确保光学对应物的设施，特别是microJy射电源的红移。由于它们的敏感性，SKA及其探路者将对河外天文学的许多主题产生巨大影响，包括星系中的恒星形成及其与超大质量黑洞的共同演化，AGN的射电响度和射电宁静，矮星系，以及射电背景的主要贡献者。[删节]
2010-09-30 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
