Contamination of the Epoch of Reionization power spectrum in the presence of foregrounds
我们构建前景模拟包括空间相关的河外和弥漫的银河系的发射组件和计算的“内在”（无仪器）的二维空间功率谱和圆柱形和球形平均的三维k-空间功率谱的时代的再电离（EoR）和我们的前景模拟使用贝叶斯功率谱估计框架。这导致我们确定一个模型相关的区域的最佳信号估计为我们的前景和EoR模型，在EoR信号相对于前景的空间功率最大化。我们确定了一个目标字段相关的区域，在k空间中，在低k_perp和k_parallel的固有前景功率谱污染和过渡到一个相对前景自由的固有EoR窗口在该区域的补充。k空间的污染区域表明，同时估计EoR和前景对于获得EoR功率谱的统计稳健估计是重要的;从忽略其协方差的方法中将获得有偏结果。使用模拟观测与频率相关的紫外线覆盖和主波束，与前者来自HERA在37天线和331天线配置，我们恢复仪器功率谱与其内在的对应。我们讨论了这些结果的影响，最佳策略的无偏估计的EoR功率谱。
2016-07-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
Cosmic Reionization On Computers: Baryonic Effects on Halo Concentrations During the Epoch of Reionization
重子既通过绝热收缩增加晕的浓度，又通过反馈过程排出质量。然而，在再电离时期普遍存在的辐射场如何影响暗物质晕中浓度的演化还不是很清楚。我们研究重子物理在再电离时代如何修改计算机宇宙再电离（CROC）模拟中的暗物质晕结构。我们使用两种不同的措施晕浓度量化的影响。我们比较浓度的晕之间匹配的全物理模拟和暗物质只有模拟$5 \leq z \leq 9$之间具有相同的初始条件。全物理模拟中的重子确实会将物质拉向中心，与仅暗物质模拟相比，增加了最大圆周速度。然而，它们的总体影响要比所有重子简单地集中在中心的情况小得多，这表明加热过程有效地抵消了冷却效应。最后，我们表明，在$z\approx5$晕浓度的重子效应是相对不敏感的再电离历史的环境变化。这些结果是有关模型的星系晕连接在再电离的时代。
2022-09-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Foreground removal for Square Kilometre Array observations of the Epoch of Reionization with the Correlated Component Analysis
我们应用相关成分分析（CCA）的平方公里阵列的模拟数据的方法，准确地清除扩散前景污染的21厘米再电离信号的目的。CCA已经被开发用于宇宙微波背景，但是将该方法的傅立叶域实现应用于再电离信号是直接的。CCA是一种参数化方法，通过使用二阶统计量从数据中估计前景的频率行为。我们测试其性能的前景模拟越来越复杂，旨在挑战所采用的参数模型。我们还放弃了大多数方法所依赖的谱平滑性假设。我们能够有效地清除所有前景模拟的探索频率范围（100-200 MHz）内的模拟数据。这表明，CCA方法是非常有前途的EoR组分分离。
2014-12-05 astro-ph.CO
Antisymmetric Cross-correlation between H I and CO Line Intensity Maps as a New Probe of Cosmic Reionization
强度映射的H I 21厘米线和CO 2.61毫米线的时代的再电离已成为强大的，互补的，探测高红移宇宙。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H I 21 cm线和CO 2.61 mm线的强度图之间的两点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，这个新信号的符号可以独立于模型区分在某个时间间隔内是否发生由内而外的再电离。更重要的是，在再电离的偏移集模型的框架内，我们证明了在大尺度下的H I-CO互功率谱的偶极的斜率是线性的，以一种独立于再电离参数的方式的全球中性氢分数的变化率，直到接近再电离结束的斜率水平，但这种趋势可能取决于再电离模型的框架。氢-一氧化碳偶极可能是探测再电离速度的冒烟枪，或是宇宙再电离的“标准速度计”。对这一新信号的观测将揭示从再电离中点到接近完成的全球再电离历史。
2021-01-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Ionospheric Attenuation of Polarized Foregrounds in 21 cm Epoch of Reionization Measurements: A Demonstration for the HERA Experiment
具有不是频率的平滑函数的偏振状态的前景对HI再电离时期（EoR）功率谱测量提出了挑战，如果它们没有与期望的Stokes I信号干净地分离的话。天线电磁响应的固有极化杂质限制了天空中极化状态的分量可以彼此分离的程度，导致这种频率结构可能被混淆为HI发射。我们调查法拉第旋转的潜力，地球的电离层提供一种机制，既缓解，系统的测试，这种污染。具体来说，我们考虑延迟功率谱估计，它依赖于前景将被分离的宇宙信号在傅立叶空间中的一个明确划定的边界的期望，并正在使用的氢时代的再电离阵列（HERA）实验。通过模拟的能见度测量，其中包括电离层法拉第旋转计算从真实的历史电离层等离子体密度数据，我们发现，在重复观测的天空的偏振态的非相干平均可以衰减偏振泄漏的功率谱的10倍或更多。此外，该效应提供了一种测试EoR功率谱估计中偏振前景污染的存在的方式。
2018-08-17 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Epoch of Reionization Window: II. Statistical Methods for Foreground Wedge Reduction
为了成功测量21 cm再电离时期（EoR）功率谱，必须稳健地抑制强前景污染物。这些前景来自不同的来源（如银河系同步辐射和河外点源），但几乎所有的共享的属性是光谱平滑，当通过干涉仪的色度响应，占据了一个签名“楔形”在圆柱形$k_\perp k_\parallel$傅立叶空间的区域。前景楔形的补充被称为“EoR窗口”，并且预计大部分是无前景的，允许功率谱的干净测量。本文是前一篇论文的续篇，该论文建立了一个严格的数学框架来描述前景楔形和EoR窗口。在这里，我们使用我们的框架来探索统计方法，通过该方法可以扩大EoR窗口，从而增加功率谱测量的灵敏度。我们适应FKP近似（常用于星系调查）21厘米宇宙学，也比较最佳的二次估计简单的估计，忽略不同傅立叶模式之间的协方差。发现最佳二次估计量可以通过EoR窗口外围功率的额外因子$\sim 10^5$来抑制前景，从而增强对从$12σ$到$50σ$的宇宙学信号的检测在我们的基准模型中再电离的中点。如果数值问题可以处理，去相关技术允许EoR窗口进一步扩大，使测量能够深入前景楔形。这些技术不假设前景是高斯分布的，我们还证明了最后一轮的前景减法可以在去相关后以保证没有宇宙学信号损失的方式进行。
2014-07-24 astro-ph.CO astro-ph.IM
Exploring the Cosmic Reionization Epoch in Frequency Space: An Improved Approach to Remove the Foreground in 21 cm Tomography
为了正确地恢复宇宙再电离过程中中性氢发射的红移21 cm信号，我们重新审视了基于频率空间二次多项式拟合技术的分离方法，通过样本统计定量评估恢复的21 cm信号质量，研究它们是否能在复杂前景下令人满意地工作。我们构造前景模型来表征真实天空的空间和光谱子结构，并使用它来模拟观测到的无线电频谱。通过对21 cm谱和功率谱的统计分析，比较不同分离方法对再电离过程的平均晕偏$b$和平均电离分数$x_e$的影响，在$z=8$和60 mK的噪声水平下，我们发现，尽管复杂前景可以用二次多项式展开很好地近似，丢失了21 cm信号的Mpc尺度分量的显著部分（对于$\gtrsim 6h^{-1}$ Mpc尺度为75%，对于$\gtrsim 1h^{-1}$ Mpc尺度为34%），因为当应用单窄段分离方法时，其倾向于被误识别为前景的一部分。本文提出的三窄段拟合技术能最好地恢复21 cm信号，并能最精确地确定$b$和$x_e$。类似的结果可以在其他红移得到。
2012-11-27 astro-ph.CO astro-ph.IM
The precision and accuracy of early Epoch of Reionization foreground models: comparing MWA and PAPER 32-antenna source catalogs
作为观测的再电离时代（EoR）在红移21厘米发射开始，我们评估的精度阵列探测再电离时代（PAPER）和默奇森宽场阵列的早期目录结果的准确性。MWA EoR方法的大部分灵敏度来自减去前景，精度<1%，而PAPER方法依赖于初级束的稳定性和对称性。两者都需要精确的通量校准来设置测量功率谱的幅度。这两种仪器在分辨率、灵敏度、天空覆盖范围和光谱范围方面非常相似，并从几乎同时的数据中产生目录。我们使用贝叶斯MCMC拟合方法来估计这两个仪器在相同的通量尺度上在20%以内，并发现图像大多是一致的。然后，我们通过比较两个重叠的MWA小平面来调查误差的来源，我们发现这些差异主要与初级光束的不准确模型有关，但也与由于CLEAN而导致的明亮光源中的相关误差有关。最后，我们建议减轻和更好地描述这些影响。
2013-03-08 astro-ph.CO astro-ph.IM
AMBER: A Semi-numerical Abundance Matching Box for the Epoch of Reionization
再电离时期的绝对匹配盒（AMBER）是一个模拟宇宙黎明的半数字代码。新算法不是基于再电离的偏移集理论，而是采用新的方法计算再电离-红移场$z_\mathrm{re}(\boldsymbol{x})$，假设遇到较高辐射强度的氢气更早被光电离。根据给定的质量加权电离分数$\bar{x}_\mathrm{i}(z)$，在匹配电离质量丰度的同时分配红移值。该代码具有独特的优势，允许用户直接指定通过红移中点$z_\mathrm{mid}$，持续时间$Δ_\mathrm{z}$，和不对称$A_\mathrm{z}$输入参数的再电离历史。再电离过程由星系形成的最小晕质量$M_\mathrm{min}$和辐射转移的辐射平均自由程$l_\mathrm{mfp}$进一步控制。我们实现了改进的方法来构建密度，速度，晕，辐射场，这是必不可少的组成部分建模再电离观测。我们比较琥珀与其他两个半数值方法，发现我们的代码更准确地再现辐射流体动力学模拟的结果。并行代码比辐射转移模拟快四个数量级，将有效地实现大体积模型，全天空模拟观测和参数空间研究。AMBER将公开提供，以促进和改变EoR的研究。
2022-05-10 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Extending the Epoch of Reionization window with apt Foreground and Instrument modeling
可以看出，21厘米时期的再电离实验，预计有平滑的光谱依赖性的前景，是占主导地位的傅立叶空间的楔形区域称为前景楔。将21 cm再电离时期（EoR）信号与更大的前景分量分离的一种可能方法是关注傅立叶空间的剩余部分，称为EoR窗口。事实上，在傅立叶空间中存在三个不同的区域，（i）前景楔形部分，（ii）位于地平线楔形之外的EoR窗口区域，以及（iii）地平线楔形和视场楔形之间的区域。本文提出了两个问题：（1）两个楔形之间的信号是否也是EoR亮温起伏的直接表征？（2）在前景远大于信号的情况下，如何从该区域提取宇宙学信息？第一个问题的答案是肯定的，作为基线和延迟的函数的亮度波动与所考虑的情况下的EoR亮度温度波动在百分之几内相同。其次，由于不可忽略的旁瓣，中间区域不是无前景的。但是，如果对前景和仪器进行精确建模，则可以从该区域提取信号。由于所有三个分量，宇宙信号，前景和热噪声都是在同一个空间中计算的，因此建议的分析可能更简单。
2019-11-12 astro-ph.CO
Probing the Epoch of Reionization with the Lyman Alpha Forest at z~4-5
不均匀的宇宙学再电离过程在z=4-5的星系际介质中留下了有形的印记。莱曼α森林通量功率谱提供了一个潜在的强大的探测时代的再电离。利用现有的SDSS I/II类星体样品，在没有其他物理过程影响Lyman α通量功率谱的情况下，利用z=4.5 ± 0.5处的Lyman α森林吸收谱，可以在~7 σ水平上区分两种宇宙学再电离方案，一种在z=6处完成再电离，另一种在z=9处完成再电离.红移范围z=4-5可能提供最好的窗口，因为仍然有足够的透射通量和类星体来测量通量波动的精确统计，并且IGM仍然保留了大量的再电离记忆。
2009-07-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Modeling the Radio Foreground for detection of CMB spectral distortions from Cosmic Dawn and Epoch of Reionization
在宇宙黎明和再电离过程中，宇宙重子的演化导致了宇宙微波背景（CMB）的21厘米光谱红移畸变。这些编码信息的性质和时间的第一个来源超过红移30 - 6，并出现在米波长作为一个微小的CMB失真随着银河系和河外无线电天空，这是数量级更明亮。因此，检测需要精确的方法来建模前景。我们提出了一种使用最大平滑（MS）函数的前景拟合方法。我们证明了MS函数的有用性，传统上使用的多项式来分离前景的再电离时代（EoR）信号。我们还研究了使用GMOSS，无线电天空的物理动机模型的合理前景的频谱复杂性的水平，并发现它们确实是平滑的，可以通过MS功能建模到足以辨别EoR信号的香草模型的水平。我们表明，MS功能的损失抵抗和鲁棒性保留EoR信号强度和转折点的残差。最后，我们证明，在使用一个良好的校准光谱辐射计和建模前景与MS功能，全球EoR信号可以检测与贝叶斯方法与90%的置信度在10分钟的积分。
2017-05-03 astro-ph.CO
Cosmic Dawn and Epoch of Reionization Foreground Removal with the SKA
SKA的特殊灵敏度将允许在光谱和空间上以前所未有的细节观测宇宙黎明和再电离时代（CD/EoR）。这些丰富的信息被埋在银河系和河外的前景之下，必须准确而精确地将其移除，以揭示宇宙学信号。上一代射电望远镜已经解决了这个问题，但SKA的应用在许多方面有所不同。在本章中，我们总结了在高红移和高灵敏度21厘米测量的背景下，前景去除领域的贡献。我们使用最先进的模拟SKA第1阶段观测完成宇宙信号，前景和频率依赖的仪器效应来测试参数和非参数前景去除方法。我们使用几种不同的统计数据比较恢复的宇宙学信号，并探索与SKA最令人兴奋的可能性之一-电离气泡的成像。我们发现，与目前的方法，它是可能的，以极大的精度去除前景，并得到令人印象深刻的功率谱和宇宙学信号的图像。仪器的频率依赖性PSF使这种恢复变得复杂，因此我们将观测带宽分成更小的部分，每个部分具有共同的分辨率。如果前景被允许沿着视线从平滑幂律随机变化，则利用前景的平滑性或其行为的参数化的方法比非参数化的方法受到更多的挑战。然而，我们表明，校正技术可以实现恢复性能的参数化方法，只要一阶近似的幂律的立场。
2015-01-19 astro-ph.CO astro-ph.IM
DUSTiER (DUST in the Epoch of Reionization): dusty galaxies in cosmological radiation-hydrodynamical simulations of the Epoch of Reionization with RAMSES-CUDATON
近年来，星际尘埃已成为高红移宇宙和甚高红移宇宙研究中的一个重要课题。证据表明，在再电离时期，大质量恒星形成星系中已经存在高尘埃质量，可能影响电离光子逃逸到星系际介质中。此外，正确估计紫外波长处的尘埃消光对于精确的紫外光度函数（UVLF）预测和解释至关重要。本文研究了尘埃对高红移星系观测性质的影响，以及宇宙再电离。为此，我们耦合的物理模型尘埃生产的完全耦合的辐射流体动力学宇宙学模拟代码RAMSES-CUDATON，并执行$16^3$，$2048^3$，模拟，我们称之为DUSTiER的尘埃在再电离时代。它产生的星系与尘埃质量和紫外线斜率兼容的限制在z $\geq 5$。我们发现，消光对UVLF的亮端有着巨大的影响，甚至早在$\rm z=8$，我们的尘埃UVLF比无尘UVLF更符合观测。在$\rm z=5$中，被遮蔽的恒星形成的比例上升到45%，与ALMA的一些最新结果一致。最后，我们发现尘埃减少了质量比$10^{10} M_\odot$（比$\approx -18$ MAB 1600亮）大的星系的电离光子逃逸> 10%，对于我们最大的星系可能高达80-90%。然而，我们发现电离逃逸分数首先是由星系中的中性氢决定的，因为后者产生的传输比单独通过尘埃小100倍。
2023-01-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Systematic Effects of Foreground Removal in 21cm Surveys of Reionization
众所周知，在21 cm勘测中的前景减法去除大尺度功率。我们调查相关的系统性偏差。我们表明，消除大尺度上的视线波动混叠到抑制的3D功率谱在很宽的尺度范围。这种偏差可以通过在1D功率谱中对小k进行边缘化来消除;然而，无偏估计量将具有明显更大的方差。我们还表明，高斯实现的功率谱允许准确和非常快速的蒙特卡罗模拟误差分析，完全非高斯场的重复实现是不必要的。我们进行蒙特卡罗最大似然模拟前景去除产生无偏，最小方差估计的功率谱与Fisher矩阵估计。前景去除也扭曲了21厘米PDF，降低了中性和电离区域之间的对比度。我们表明，这是减法的大尺度模式，这是负责这种失真，它是不太严重的再电离的早期阶段。它可以通过使用更大的带宽来减少前景去除。在再电离的后期阶段，最大的电离区域（仅由前景发射组成）提供了可能允许恢复大尺度模式的校准点。最后，我们还表明：（i）宽频率响应的同步辐射和自由-自由发射将涂抹出的电子动量分布的任何功能，并确保光谱平滑的前景;（ii）河外射电复合线应该是可以忽略的前景。
2011-03-16 astro-ph.CO
Deep learning approach for identification of HII regions during reionization in 21-cm observations -- II. foreground contamination
本文提出SegU-Net v2卷积神经网络框架，用于在受前景污染的21厘米信号中识别中性区和电离区，并验证其对多种前景去除方法的独立性及在z>9时测量孤立电离气泡体积的能力。
2024-02-28 astro-ph.CO astro-ph.IM
The bispectrum and 21cm foregrounds during the Epoch of Reionization
许多研究已经建立了21厘米双谱的理论潜力，以促进我们对再电离时代（EoR）的理解，从而促进恒星和星系的早期生成。在本文中，我们看看前景和仪器效应对21厘米双谱的影响和我们的能力来测量它。不像功率谱（在没有仪器效应的情况下），有一个窗口清除平滑频谱前景，其中21厘米功率谱可能是可检测的，没有这样的“EoR窗口”的双谱。相反，在较小的尺度上，EoR结构调制的前景（FG），以改变EoR+FG双谱从前景的一个复杂的方式。在更大的尺度上，EoR结构完全被前景的结构淹没，并且EoR+FG双谱完全由前景的双谱支配。因此，双谱在我们的观测受限于使用前景回避技术的情况下是不太可能有用的。我们还发现，有潜在的工具效应严重损坏的双谱，甚至可能使双谱无用的参数估计。在更大的尺度上，发现使用GMCA的前景去除将EoR双谱恢复到合理的准确度水平（甚至优于某些配置的功率谱）。进一步的研究是必要的，以了解与前景去除的错误和/或偏见之前，21厘米的双谱可以实际应用于未来的数据分析。
2020-02-14 astro-ph.CO
Estimating the Feasibility of 21cm-Ly$α$ Synergies using the Hydrogen Epoch of Reionization Array
再电离时代（EoR）21 cm和Ly $α$强度图的互相关有望成为探索第一个星系性质的有力工具。下一代强度测绘实验，如氢时代再电离阵列（HERA）和SPHEREx将分别通过21厘米和Ly $α$线的功率谱单独探测再电离，但将受到明亮前景和仪器系统学的限制。交叉关联这些测量可以减少系统性，可能会收紧对推断的天体物理参数的约束。在这项研究中，我们提出了预测的互相关考虑到准确的紫外线采样和前景滤波的影响，估计HERAxSPHEREx的可行性进行检测的21厘米-赖氨酸$α$交叉功率谱。我们还计划HERA和拟议的下一代宇宙黎明强度映射器之间的交叉功率谱的灵敏度。通过隔离的不确定性的来源，我们探讨了实验的限制，如前景滤波和LY $α$热噪声的不确定性，使检测的交叉功率谱的影响。然后，我们实现了这种策略的交叉功率谱和观测误差的模拟，以确定红移的基准21厘米FAST模型预测最高的信号-噪声检测（$z \sim 8$）。我们得出结论，SPHEREx-HERA互相关的检测将需要21 cm前景滤波的乐观水平，以及由于缺乏重叠敏感模式而导致的更深的热噪声集成，但对于具有更大范围尺度和更低噪声预测检测水平的CDIM，即使使用更严格的21 cm前景滤波也是可能的。
2022-02-18 astro-ph.CO astro-ph.IM
Astro2020 Science White Paper: A proposal to exploit galaxy-21cm synergies to shed light on the Epoch of Reionization
本白皮书强调了WFIRST、斯巴鲁Hyper Suprime-Cam或其他> 25米级望远镜星系观测与SKA 21厘米测量之间的关键和紧迫的协同作用，以限制再电离的性质（电离历史和拓扑结构）及其来源。
2019-03-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Unbiased constraints on reionization model parameters in presence of the foreground wedge
将再电离时期中性氢（HI）的红移21 cm信号与更大的天体物理前景分开的一种可能方法是将分析限制在傅立叶空间中的楔形区域。前景被限制在这个楔形，因为它们的平滑的光谱特性，这使得人们可以估计HI功率谱的前景自由的部分，称为再电离窗口。然而，由于信号中的视线各向异性，窗口中的球平均功率谱的估计与真实值不同。对于给定的再电离模型，可以通过根据勒让德多项式扩展功率谱来估计和考虑该差异。这个校正后的功率谱，称为聚类楔形，然后可以用于比较模型预测与观测。在这项工作中，我们仔细检查，胺是否聚类楔形是适当的，这样的模型比较，他们是否提供真正的无偏约束的EoR参数。我们使用的半数值模拟，再加上MCMC为基础的统计方法，为我们的分析。我们发现，聚类楔形不仅产生忠实的约束，统计参数值的不确定性也是可比的使用数据，而不存在任何前景。我们还发现，聚类楔有助于打破不同的EoR模型参数之间的退化。
2018-06-22 astro-ph.CO
Studying the Reionization Epoch with QSO Absorption Lines
类星体光谱中的吸收特征是我们研究高红移星系和星系际环境的最有力的工具之一。随着z > 7的类星体的发现，类星体吸收线现在正在使用氢莱曼- $α$森林和重元素吸收体跟踪多个前沿上的再电离结束阶段。利用大型光学/红外望远镜进行的下一代类星体吸收线研究将详细揭示第一批星系是如何形成宇宙网的，如何改变它们的环星系和星系间环境，以及如何完成宇宙最后一次重大的相变。这些努力将补充其他即将进行的再电离研究，如JWST，ALMA和红移21厘米实验。
2019-03-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Foreground contamination in Ly-alpha intensity mapping during the epoch of reionization
在再电离时期（EoR）的Ly-alpha发射的强度映射将受到来自较低红移的前景发射线的污染。计算了Ly-alpha发射在z~7处的平均强度和功率谱，并根据相关的天体物理过程估计了不确定度。我们发现，来自6563 A H-α，5007 A [OIII]和3727 A [OII]的低红移发射线将是观测到的Ly-alpha功率谱上的强污染物。我们利用恒星形成率（SFR）和光度函数（LF）来估计H-α在z~0.5处，[OIII]在z~0.9处和[OII]在z~1.6处的三条前景线的平均强度和功率谱，因为它们会污染z~7处的Ly-alpha发射。而这一点，也是最强的。我们分析了遮蔽的前景线高于一些线强度阈值的明亮的调查像素作为一种方式，以减少污染的强度映射调查。我们发现，如果我们去除通量大于1.4 × 10 ^-20 W/m^2的像素，前景污染可以忽略不计。
2014-02-28 astro-ph.CO
Simulating Cosmic Reionization and the Radiation Backgrounds from the Epoch of Reionization
大规模的再电离模拟相结合的宇宙学N-体模拟，模拟不断变化的密度和速度场，并确定星系晕源的结果，与射线跟踪辐射转移计算模型的非平衡电离的星系际介质。这些模拟已被用来预测宇宙辐射背景，包括CMB，近红外和红移21厘米背景的再电离的一些签名的影响。我们总结了我们最近在这项工作中取得的一些进展，并解决这样的签名效果的观测是否可以用来区分不同质量的星系再电离的相对贡献的问题。
2012-11-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Astraeus VI: Hierarchical assembly of AGN and their large-scale effect during the Epoch of Reionization
在这篇文章中，我们使用ASTRAEUS（N体暗物质模拟中星系形成和再电离的半数值辐射转移耦合）框架来研究宇宙再电离源的性质。我们扩展ASTRAEUS，它已经耦合了一个星系形成半解析模型与详细的半数值再电离计划，包括一个模型的黑洞的形成，增长，并从相关的活动星系核（活动星系核）的电离辐射的生产。我们校准了我们的基准活动星系核模型，以再现z ~ 5处的热光度函数，并探讨了由此产生的活动星系核人口在宇宙再电离中的作用。我们发现，在所有得到合理活动星系核光度函数的模型中，星系在再电离时期的电离收支中占绝对优势，活动星系核在z=6时占电离收支的1-10%，只有在z < 5时才开始发挥作用。
2022-07-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Japanese Cosmic Dawn/Epoch of Reionization Science with the Square Kilometre Array
宇宙再电离被认为是宇宙中气体的主要相变。由于早期宇宙中形成的天体，如第一批恒星、星系和黑洞，被认为引起了宇宙再电离，因此这些天体的形成历史和性质与再电离过程密切相关。尽管探索再电离的重要性，但我们对再电离的认识还不够充分。平方公里阵列（SKA）是下一代大型望远镜，将在未来十年内运行。虽然目前有几个下一代望远镜计划，但SKA将是唯一一个有可能直接观测z~30的中性氢的望远镜，并为我们提供有关宇宙黎明（CD）和再电离时代（EoR）的宝贵信息。SKA的早期科学将在几年内开始;因此，现在是我们制定SKA CD/EoR科学战略的时候了。本文件的目的是介绍日本在SKA项目中的科学兴趣，并报告我们的调查结果。
2016-03-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the Epoch of Reionization With Highly Dispersed Fast Radio Bursts
星系际介质（IGM）中的氢被电离的时期，被称为再电离时期（EoR）仍然知之甚少。EoR的时间和持续时间预计将由基本的天体物理学决定。此外，大多数再电离模型预测的密度和电离场之间的相关性。在这里，我们考虑使用高红移快速射电暴（FRB）的平均色散测度（DM）作为一个潜在的天体物理和EoR形态的探针。要做到这一点，我们预测观测的情况下，通过建立模拟数据集的红移之间的非重复FRB $8\leq z \leq 10$。假设所有的FRB都有伴随的光谱红移测量。我们发现，在上述窄红移范围内，100个高红移FRB的样品可以在$68\%$可信度下排除不相关再电离，而较大的样品，$\geq 10^4$ FRB，可以在$95\%$可信度下排除不相关再电离。我们还发现100个高红移FRB可以排除宇宙在$z = 10$完全中性的情况，具有$68\%$可信度。此外，对于$\geq 10^5$ FRB，我们可以将再电离的持续时间$Δz$（平均电离分数0.25至0.75之间的持续时间）限制为$Δz = 2.0^{+0.5}_{-0.4}$，并将再电离的中点限制为$95\%$可信度下的$z = 7.8^{+0.4}_{-0.2}$。
2021-03-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Stacking 21-cm Maps around Lyman-$α$ Emitters during Reionization: Prospects for a Cross-correlation Detection with the Hydrogen Epoch of Reionization Array
本研究利用HERA仪器叠加LAEs周围的21厘米图像，预测交叉相关信号探测前景，表明约50个LAEs样本即可约束再电离历史，为未来联合分析奠定基础。
2025-10-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detectability of 21cm-signal during the Epoch of Reionization with 21cm-Lyman-α emitter cross-correlation. II. Foreground contamination
红移21 cm信号与Lyman-α辐射源（LAEs）之间的互相关是探测再电离时期（EoR）的有力工具。虽然交叉功率谱（PS）的优点是不与比21厘米信号亮得多的前景相关，但银河系和银河系外的前景阻止了检测，因为它们有助于交叉PS的变化。因此，需要采取减轻前景的战略。在这项工作中，我们研究的影响前景回避测量的21厘米LAE互相关。然后，我们模拟21厘米的观察所观察到的默奇森宽场阵列（MWA）。点源前景是从银河系和河外全天空默奇森宽场阵列（GLEAM）的调查目录建模，并使用参数模型的扩散前景进行评估。对于LAE观测，我们假设斯巴鲁超级至尊凸轮（HSC）的大型调查，与主焦点摄谱仪（PFS）的光谱观测。为了预测21厘米的信号，我们采用后处理的辐射转移和辐射流体力学相结合的数值模拟。使用这些模型，2D PS的信噪比表明，即使在所谓的“EoR窗口”中，前景污染也主导交叉PS的误差。我们发现，至少99%的点源前景和80%的银河弥漫前景必须删除测量EoR信号在大尺度$k<0.5 h \rm Mpc^{-1}$。此外，在小尺度下的检测需要比使用128个瓦片操作的MWA的灵敏度大80倍的灵敏度和99%的点源前景去除。
2018-07-04 astro-ph.CO
Constraints on the electron-to-proton mass ratio variation at the epoch of reionization
利用CI和CII的远红外精细结构跃迁和CO的转动跃迁，研究了再电离时（z > 6）电子-质子质量比μ = m_e/m_p的假设变化。Δ mu/mu =（mu_obs - mu_lab）/mu_lab =（0.7 +/- 1.2）x10^-5（1 σ）的约束条件在= 6.31处得到<z>，这是迄今为止在如此高的红移下对mu变化的最严格限制。对于在z = 0和z = 1100之间的所有可用Δ mu/mu估计值，-重组时期，-推导出回归曲线Δ mu/mu = k_mu（1+z）^p，其中k_mu =（1.6 +/- 0.3）x10^-8，p = 2.00 +/- 0.03。如果得到证实，这将意味着暗物质/暗能量的动力学性质。
2020-08-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Epoch of Reionization in Warm Dark Matter Scenarios
本文研究了在不同的宇宙学背景下，早期星系形成对再电离过程的影响。本文利用半解析模型和抑制的初始功率谱，得到了热暖暗物质和无菌中微子宇宙学中的紫外光度函数。利用固定和可变的光子逃逸分数模型（$f_{esc}$），我们追溯了仅含热恒星辐射的星系际介质的电离历史。对于每个宇宙学，我们找到一个固定的上限$f_{esc}$，这保证了在$z<6.7$完成的过程。分析测试与高Z电离氢体积分数的两个极限假设，比较我们的预测与观测结果。
2021-10-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
A CRASH simulation of the contribution of binary stars to the epoch of reionization
我们使用一组三维辐射转移模拟研究的效果，星系中的双星的大部分在再电离时代的星系际介质的物理性质（即气体温度和电离状态的氢和氦），电离气泡的拓扑结构和21厘米的功率谱。与以前的文献一致，我们发现双星的加入可以加速HI和HeI的再电离过程，而HeII的再电离仍然由更高能量的源，特别是吸积黑洞主导.双星较早的电离使得有更多的时间来冷却和复合，因此在任何给定的红移下，被双星完全电离的气体通常比被单星电离的气体更冷。在体积平均电离分数相同的情况下，双星的加入会导致更少的小电离泡和更多的大电离泡，在21 cm功率谱的大尺度上也有可见的影响。
2022-04-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Forecasting [C II] line-intensity mapping measurements between the end of reionization and the epoch of galaxy assembly
我们结合最近的模拟工作的SFR-[C II]的相关性在高红移与经验建模的星系晕连接（通过UniverseMachine）预测[C II]自动功率谱从$z\sim4$到$z\sim8$。我们将这些与预计在未来十年上线的各种工具的实际预期敏感性进行比较。如果我们模型的预测是正确的，[C II]在这一代的巡天中应该可以探测到$z\sim6$，但是在再电离结束后探测到[C II]将需要谱线强度巡天能力的一代飞跃。
2020-02-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Neutral Islands during the Late Epoch of Reionization
再电离时期电离场的大尺度结构可以用漂移集理论来模拟。早期电离区的生长可用“气泡模型”描述，而中性区在电离区渗流后的收缩过程则可用“岛模型”描述。建立了一个基于偏移集的分析模型和半数值程序（islandFAST）。电离背景和岛内部的气泡也包括在处理中。在模型中，考虑了大尺度欠密中性岛和小尺度过密团簇两种电离光子吸收体，电离背景自洽演化。
2018-01-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Exploring the epoch of hydrogen reionization using FRBs
我们描述了三种利用快速射电暴（FRB）探测氢再电离时期的不同方法，并为高红移（z）处FRB的存在提供了论据。最简单的方法，观测，是确定最大的色散措施（DM $_{\rm max}$）的FRB的合奏，其中包括在再电离爆发。DM $_{\rm max}$提供了关于再电离的信息，就像CMB到汤姆逊散射的光学深度一样，如果DM $_{\rm max}$可以测量到优于500 $\mbox{pc cm}^{-3}$的精度，它有可能比普朗克的约束更精确。另一种方法是以$\sim10\%$精度测量z为6-10之间的约40个FRB的红移，以获得具有$\sim4\%$精度的4个不同z仓中的平均电子密度。这两种方法不需要知道FRB的光度函数和可能的红移演化。最后，我们表明，再电离的历史是反映在每单位DM的FRB的数量，给出一个注量有限的调查FRB，包括在再电离时代的爆发，我们表明使用消防模拟DM的贡献从FRB宿主星系$\&$ CGM在再电离时代是所观察到的DM的一小部分。第三种方法不需要红移信息，但需要FRB光度函数的知识。
2021-02-01 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
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
The Impact of Realistic Foreground and Instrument Models on 21cm Epoch of Reionization Experiments
预测21厘米干涉实验区分再电离时期（EoR）信号模型的能力通常受到数据模型简单性的限制，因此前景信号和仪器特征通常被简化或忽略。为了走向更真实的场景，我们探索将更真实的前景和仪器模型应用于21厘米信号的效果，以及用这些额外的复杂性来估计天体物理参数的能力。我们使用一个高度优化的版本的\textsc{21cmFAST}，集成到\textsc{21cmMC}，产生光锥的亮度温度波动的贝叶斯参数估计。我们包括一个统计点源前景模型和一个仪器模型的基础上的默奇森宽场阵列（MWA）缩放的观测时间有一个有效的灵敏度类似于未来的平方公里阵列（SKA）。我们还扩展了当前的似然处方，以考虑到光束卷积和前景的存在，二维功率谱（PS），以及PS模式的相关性。我们使用150和180 MHz之间的频带来约束电离效率（$ζ$），晕的最低维里温度（$T_{\mathrm{vir}}$），每单位恒星形成率（SFR）的软X射线发射率（$L_X/SFR$），和X射线能量阈值（$E_0$）。我们发现，列入现实的前景和仪器组件的偏见的参数约束，由于未占EoR信号，前景和热噪声之间的交叉功率。这导致$ζ$的估计值出现高达$5σ$的偏倚，但$T_{vir}$、L $_X$ /SFR和E $_0$的估计值不受影响，并且均在$1σ$范围内。
2020-03-19 astro-ph.CO
A Map of Diffuse Radio Emission at 182 MHz to Enhance Epoch of Reionization Observations in the Southern Hemisphere
我们提出了一个宽带地图的偏振漫发射在167-198 MHz的Murchison宽场阵列（MWA）的数据开发。该地图的目的是提高能见度模拟和精度校准21厘米的再电离时代（EoR）的实验。它占地面积很大--11，000平方英尺。°的- 在所有四个斯托克斯参数的南半球天空，并捕捉1至9度的角度尺度上的发射。带平均扩散结构主要是非极化的，但在RA = 0 h附近具有显著的线极化结构。我们通过将其与GLEAM目录相结合并模拟MWA的观测来评估地图的准确性，证明短基线（6.1-50波长）的准确性现在接近通常用于EoR校准的较长基线的准确性。我们讨论了如何使用地图的可见性仿真的各种干涉阵列。该地图有可能提高校准精度的实验，如氢时代的再电离阵列（HERA）和即将到来的平方公里阵列（SKA）以及MWA。
2021-11-15 astro-ph.CO astro-ph.IM
A simulation calibrated limit on the HI power spectrum from the GMRT Epoch of Reionization experiment
GMRT再电离时期（EoR）实验是一项正在进行的测量中性氢在高红移下的功率谱的努力。我们以前曾用基本的分段线性前景减法在波数k=0.65 h/Mpc时报告过上限为（70 mK）^2。在本文中，我们探讨了使用奇异值分解，以消除前景与较少的假设前景结构。使用这种方法，我们还首次量化了由于前景滤波器而造成的信号损失，并提出了针对这种损失进行调整的新功率谱，提供了在k=0.50 h/Mpc时2 σ上限为（248 mK）^2的修正测量值。虽然这一修订后的限制比以前报道的要大，但我们认为它更稳健，仍然代表了z=8.6时再电离的最佳电流约束。
2013-05-13 astro-ph.CO
Finding Core Collapse Supernova from the Epoch of Reionization Behind Cluster Lenses
目前正在进行调查，以利用引力透镜的星系团与爱因斯坦半径>35”在寻找最高的红移星系。来自再电离时期的相关超新星将其通量提高到检测阈值以上，延长其可见时间。我们预测詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）将能够发现红移超过z=7-8的透镜核心坍缩超新星。
2013-03-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Escape Fraction of Ionizing Photons During the Epoch of Reionization: observability with the Square Kilometre Array
电离光子的逃逸分数$f_\mathrm{esc}$是表征再电离时期的重要参数之一，它在观测和理论上都是不受约束的。最近的工作强调了星系尺度反馈对$f_\mathrm{esc}$瞬时值的影响，因此开发一个再电离自洽耦合到星系演化的模型非常重要。在这项工作中，我们提出了这样一个模型，并探讨如何物理动机的功能形式的$f_\mathrm{esc}$影响星系际介质内的电离氢的演变。使用的$21$厘米功率谱的演变，我们调查的可能性观测区分恒定的$f_\mathrm{esc}$和其他模型，依赖于不同形式的星系反馈。我们发现，改变潜在的$f_\mathrm{esc}$和星系反馈之间的联系，大大改变了大规模的$21$厘米功率。即将推出的平方公里阵列低频仪器具有在固定光学深度区分我们的模型的灵敏度，只需要$200$小时的积分时间集中在红移$z = 7.5-8.5$。将这些结果推广到不同的光学深度将需要多个$800$小时的观测跨越红移$z = 7-10$。这提供了一个令人兴奋的机会，以观测约束最难以捉摸的参数之一，在时代的再电离。
2019-07-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing the Epoch of Reionization with Milky Way Satellites
虽然高红移恒星形成和本地宇宙之间的联系最近已被用来了解在银河系（MW）晕中观测到的微弱矮星系的人口，我们探讨如何以及这些附近的物体可以探测第一光的时代。我们构建了一个详细的，物理动机的MW卫星模型的基础上，国家的最先进的通过Lactea II暗物质模拟。我们的模型考虑了低质量系统中的分子氢冷却和银河系内部再电离过程中的非均匀光热反馈。我们发现，比M_V ~ -5更暗的MW卫星的存在是低质量晕中H_2冷却的有力证据，而M_V ~-5> -9的卫星则受到氢冷却和光加热反馈的影响。非常低光度系统中恒星的年龄和这些卫星的最小光度是我们模型的关键预测。大多数居住在最明亮的MW卫星上的恒星可能是在再电离时期之后形成的。我们的模型还预测了M_300值的离散度要比观测到的大得多，并且预测了一些M_300质量低至10^6太阳质量的发光卫星。
2009-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
First results on the Epoch of Reionization from First Light with SARAS 2
中性氢原子21厘米跃迁引起的宇宙微波背景的长波长光谱畸变是宇宙黎明和再电离时代的一个重要探测。这些特征可能揭示了第一批恒星和超暗星系的性质，它们改变了原始气体的自旋温度和电离状态。SARAS~2是为精确测量这些全球21厘米光谱畸变而设计的光谱辐射计。我们使用部署在印度南部Timbaktu Collective的辐射计在110-200 MHz频段对无线电背景进行了63小时的夜间观测，以获得理论模型预测的合理红移21 cm信号的可能性。SARAS 2的第一束光不利于具有弱X射线加热（$f_X \leq 0.1$）和快速再电离（峰值$\frac{dT_b}{dz} \geq 120~\textrm{mK per unit redshift interval}$）特征的模型。
2017-08-01 astro-ph.CO astro-ph.IM
Unveiling the Phase Transition of the Universe During the Reionization Epoch with Lyman-alpha
再电离时代（6 < z < 10）标志着我们宇宙中第一个大星系成长成熟并开始影响周围宇宙的时期。大质量恒星和潜在的吸积超大质量黑洞使宇宙充满了电离辐射，烧掉了自复合（z~1000）以来充满星系际介质（IGM）的中性气体薄雾。这一过程的演变限制了这些最早的光源的关键特性，因此在观测上限制再电离是未来十年的一个关键科学目标。从光度学确定的星系中测量莱曼α辐射是一个高度限制的再电离探测器，因为中性IGM会共振散射这些光子，降低可探测性。虽然8- 10米望远镜已经完成了大量的工作，但这些观测需要超大型望远镜（ELT）;今天10米级望远镜的通量极限仅足以观测已知最亮的星系（m < 26）。用巨型麦哲伦望远镜（GMT）和30米望远镜（TMT）进行的超深探测将能够探测到比今天最深探测微弱2-3个星等的星系的莱曼α辐射。GMT上的宽场光纤光谱学与TMT上的窄场AO辅助狭缝光谱学相结合，将能够探测整个再电离时期电离气泡的预期大小，随后使用宽场红外空间望远镜进行度尺度深度成像调查。这些数据将提供第一个解决莱曼α为基础的地图的电离星系际介质在整个时代的再电离，约束模型的时间和空间演变的这种相变。
2019-03-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Detection of an oxygen emission line from a high redshift galaxy in the reionization epoch
宇宙再电离过程中星系中星际介质的物理性质和元素丰度对于理解星系在这一过程中的作用是很重要的。我们报告了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列探测到的氧发射线在88微米的波长从一个星系在大爆炸后约7亿年的时代。这个星系的氧丰度估计约为太阳的十分之一。没有探测到远红外连续辐射表明银河系中缺乏星际尘埃。在158微米波长处的碳排放线也没有被检测到，这意味着中性气体的数量异常少。这些特性可能允许电离光子逃逸到星系际介质中。
2016-06-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
The wedge bias in reionization 21-cm power spectrum measurements
一个建议的方法来处理前景发射在即将到来的21厘米观测从时代的再电离是限制观测到一个未受污染的窗口在傅立叶空间。以这种方式可以避免前景发射，因为它被限制在$k_{\parallel}, k_{\perp}$空间中的楔形区域。然而，功率谱是各向异性的，由于红移空间的扭曲，从奇特的速度。因此，在前景回避窗口中测得的21 cm功率谱-仅对接近视线方向的有限角度范围进行采样-不同于全球面平均功率谱，全球面平均功率谱需要对\emph{all}角度进行平均。在本文中，我们首次计算了这种“楔形偏差”的大小。我们发现，偏置是最强的高红移，其中使用前景回避测量将高估功率谱约100%，可能模糊了独特的上升和下降的签名，预计为球平均21厘米功率谱。在再电离的后期阶段，偏置变为负值，幅度变小（$\lesssim 20$ %）。这种效应对空间尺度和再电离拓扑结构的依赖性很弱。
2015-11-12 astro-ph.CO
The HI Bias during the Epoch of Reionization
中性氢（HI）及其21厘米谱线是研究星系际介质（IGM）再电离过程的重要探针。为了有效地使用这种探测器，必须很好地理解中性氢是如何追踪底层物质分布的。在这里，我们研究这个问题，使用半数值模拟相结合的HI在IGM和HI从晕在再电离时代（EoR），并调查的演变和尺度依赖的中性分数的偏见，以及21厘米线的偏见。结果表明，在再电离过程中，大尺度中性组分偏置值为负值，其绝对值在再电离早期增大，在再电离后期减小。在再电离后期，HI偏置存在一个过渡尺度，在这个尺度上，HI偏置由大尺度的负向小尺度的正过渡，并且随着再电离的进行，这个尺度逐渐增大。
2019-10-03 astro-ph.CO
Parametrising Epoch of Reionization foregrounds: A deep survey of low-frequency point-source spectra with the MWA
追求从再电离时期（EoR）检测信号的实验依赖于源光谱在低频处的光谱平滑度。本文经验性地探讨前景光谱对EoR实验的影响，通过测量高分辨率的全偏振光谱的586个最亮的未解决的来源在MWA EoR领域之一，使用45小时的观察。一种新的剥离计划是用来减去2500个来源的电离层和波束校正的vibrant，从而在最深的，混淆有限的MWA图像到目前为止。由此产生的光谱被发现受仪器效应，这限制了可以设置在源固有的光谱结构的约束。对谱的灵敏度和功率谱进行了分析，发现残差谱主要由附近未卷积源的PSF旁瓣所控制。我们发布了一个目录，描述了每个测量源的光谱参数。
2016-02-06 astro-ph.CO astro-ph.IM
SKA-ESO Synergies for the Epoch of Reionization and Cosmic Dawn
本文探讨了利用SKA的21厘米线观测宇宙黎明与再电离纪元时，与ESO望远镜进行交叉相关的协同作用，重点介绍了MOONS、MOSAIC和ANDES等最具前景的交叉相关候选仪器。
2025-03-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Mean Energy Density of Photogenerated Magnetic Fields Throughout the Epoch of Reionization
磁场在宇宙中无处不在。它们似乎存在于几乎所有的尺度和所有的时代。然而，宇宙学尺度上的场是天体物理学的还是宇宙学的起源仍然是一个悬而未决的主要问题。在这里，我们专注于天体物理机制的基础上的星系际介质的光电离在时代的再电离。基于以前描述孤立电离源周围物理机制的研究，我们在这里提出了一个分析模型来估计这种机制对整个宇宙磁化的贡献水平，这要归功于源的分布，在早期发光结构形成之前和旁边。该模型表明，在任何放大过程之前，宇宙可能会通过这种机制被整体磁化到至少几个$10^{-20}$ ~G随动的量级（即再电离时期的几个$10^{-18}$ ~G）。
2017-11-27 astro-ph.CO
Constraints on the Epoch of Reionization with Roman Space Telescope and the Void Probability Function of Lyman-Alpha Emitters
研究利用Roman空间望远镜深度光谱巡天结合Lyman-α发射体的空洞概率函数，量化了不同IGM电离情景下的聚集特征，发现13-16平方度巡天能对再电离时期提供大于5-8σ的稳健限制。
2023-04-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Quantifying Excess Power from Radio Frequency Interference in Epoch of Reionization Measurements
我们量化的影响，射频干扰（RFI）测量的21厘米功率谱在再电离时代（EoR）。具体来说，我们研究了RFI源发射的频率结构如何在高阶波模式中产生污染，这比平滑频谱前景源更成问题。使用一个相对乐观的EoR模型，我们发现，即使是一个单一的相对暗淡的RFI源可以压倒模式$0.1 \text{ }h\text{ Mpc}^{-1} < k < 2 \text{ }h\text{ Mpc}^{-1}$的$\sim10\text{ mK}^2$的EoR功率谱信号。如果最终功率谱积分中的总表观RFI通量密度保持在1 mJy以下，则在没有其他系统性污染物且误差容限高达10%的情况下，对于模式$k < 0.9\text{ }h\text{ Mpc}^{-1}$，应该可以检测到类似于该乐观模型的EoR信号。更悲观的模型将更具限制性。这些结果强调了用于搜索EoR的望远镜需要高效的RFI缓解策略。
2020-08-11 astro-ph.CO astro-ph.IM
Position-dependent power spectra of the 21-cm signal from the epoch of reionization
来自再电离时期的21厘米信号是非高斯的。目前的射电望远镜专注于探测21厘米功率谱，但在未来，平方公里阵列预计将提供双谱的第一次测量。已有的研究表明，位置相关功率谱是一种简单而有效的方法来探测压缩极限双谱。在这种方法中，调查被划分为子体积和局部功率谱和相应的子体积的平均密度之间的相关性计算。这种相关性相当于双谱在压缩极限下的积分，但比通常的双谱估计更容易实现。它也有一个明确的物理解释：它描述了示踪剂的小尺度功率谱，如星系和21厘米的信号如何响应大尺度环境。再电离自然地耦合大尺度和小尺度，因为银河系源产生的电离辐射在此过程中可以通过星系际介质传播高达数十兆秒差距。在这里，我们适用于位置依赖的功率谱方法的波动在21厘米的背景再电离。我们发现，这个统计量有一个独特的演变，可以理解一个简单的分析模型。我们还表明，统计可以很容易地区分简单的“由内而外”和“由外而内”的再电离模型。因此，位置相关的功率谱是一种很有前途的方法来验证再电离信号，并提取高阶信息的这个过程。
2019-02-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Line Intensity Mapping Prediction from the Cosmic Dawn (CoDa) III Simulation for H$α$ from Galaxies and the Intergalactic Medium during the Epoch of Reionization
利用CoDa III模拟预测再电离时期星系和IGM的H$α$发射强度与来源，提供LIM实验（如SPHEREx和CDIM）的模拟数据以指导观测。
2025-04-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Why and When to Expect Gaussian Error Distributions in Epoch of Reionization 21-cm Power Spectrum Measurements
本文通过解析推导与数值模拟，给出两类再电离纪元21-cm功率谱估计器的误差分布闭式解，并阐明球箱功率谱误差呈高斯分布的条件及其对上限和宇宙学推断的影响。
2023-04-19 astro-ph.CO astro-ph.IM
