O-V-S-Z and friends: Non-Gaussianity from inhomogeneous reionization
计算了非均匀再电离引起的宇宙微波背景（CMB）双谱。我们计算了共形牛顿规范在所有尺度上对双谱有贡献的一阶项的乘积。我们还正确地占的物质密度和初始条件之间的去相关使用微扰理论到三阶。我们发现，双谱是本地类型的预期。对于一个合理的再电离模型，宇宙完全电离，红移为z_{ri} ~ 8，到末次散射面的光学厚度为τ_0=0.087，探测CMB温度双谱的信噪比为S/N ~ 0.1，原始非高斯性估计的混乱为f_{NL} ~-0.1。对于z_{ri} ~ 12.5，τ_0=0.14的极端模型，我们得到S/N ~ 0.5和f_{NL} ~-0.2。
2010-02-24 astro-ph.CO
Redshift-space 21-cm bispectrum multipoles as an SKA-era gravity test in the post-reionization Universe
Indian Statistical Institute（印度统计研究所）；McGill University（麦吉尔大学）；Ciela—Montreal Institute for Astrophysical Data Analysis and Machine Learning（Ciela-蒙特利尔天体物理数据分析与机器学习研究所）
利用SKA-MID观测红移空间21厘米双谱多项式，探测再电离后宇宙中偏离广义相对论的引力效应。
2026-01-26 astro-ph.CO
Speeding up the detectability of the harmonic-space galaxy bispectrum
我们提出了一种方法，使我们能够第一次估计的信噪比（SNR）的谐波空间星系双谱引起的重力，一个互补的探针已经建立了傅立叶空间聚类分析。我们将展示如何做到这一点，只考虑在多极空间中的$\sim1000$三角形配置，对应的计算加速的一个因素$\mathcal{O}(10^2)-\mathcal{O}(10^3)$，取决于红移箱，当包括轻度非线性尺度。假设观测规范与即将到来的光谱和光度星系调查，如欧几里得卫星和平方公里阵列（第1阶段），我们表明：给定一个单一的红移箱，光谱调查优于光度调查，和-由于散粒噪声和红移箱宽度平衡-箱在红移$z\sim1$带来更高的累积信噪比比箱在较低的红移$z \sim 0.5$。我们的最大累积SNR $\sim 15$的结果表明，谐波空间双谱是可检测的窄（$Δz \sim 0.01$）光谱红移箱，即使只包括轻度非线性尺度。层析重建和高度非线性尺度的包含将进一步提高即将到来的星系调查的可探测性。此外，我们讨论了如何使用Karhunen-Loève变换，检测分析只需要一个$1 \times 1$协方差矩阵为一个单一的红移箱。
2020-12-31 astro-ph.CO
The 21cm bispectrum during reionization: a tracer of the ionization topology
我们计算的21厘米信号的双谱在时代的再电离的三个不同的再电离的情况下，是基于一个暗物质N体模拟结合自洽的，半数值模型的星系演化和再电离。我们的再电离方案不同的电离逃逸分数（$f_\mathrm{esc}$）的趋势与潜在的星系属性，并涵盖物理上合理的范围，即$f_\mathrm{esc}$有效地减少，是恒定的，或增加与晕质量。我们发现21厘米的双谱是敏感的电离拓扑结构，显着不同的电离和中性区域的大小分布在整个再电离。从挤压到拉伸三角形，21厘米双谱的特征是从负值到正值的符号变化，电离和中性区域分别代表低于平均值和高于平均值的浓度。符号的变化的位置提供了一个示踪剂的电离和中性区域的大小分布，并允许我们确定三个主要制度，21厘米的双谱在再电离过程中经历。特别是在再电离的早期阶段，其中的21厘米双谱跟踪电离区域的尺寸分布的峰值的制度，提供了令人兴奋的前景钉扎再电离与即将到来的平方公里阵列。
2019-11-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Redshifted 21-cm Bispectrum I: Impact of the Redshift Space Distortions on the Signal from the Epoch of Reionization
双谱可以量化的非高斯性存在于红移的21厘米信号产生的中性氢（HI）在再电离（EoR）的时代。出于这一动机，我们进行了全面的研究EoR 21厘米双谱模拟信号。给出了一个再电离模型，证明了$k$空间中所有唯一三角形的双谱的行为。为了便于识别的独特的三角形，我们参数化的$k$ -三角形空间的两个参数，即三角形的两个臂（$n=k_2/k_1$）和它们之间的角度（$\cosθ$）的余弦的比率。此外，第一次，我们量化的影响的红移空间失真（RSD）的球平均EoR 21厘米双谱在整个独特的三角形空间。我们发现，实空间信号双谱的小和中间$k_1$ -三角形（$k_1 \leq 0.6 \,{\rm Mpc^{-1}}$）是负的，在大多数的唯一的三角形空间。对于压缩、拉伸和线性$k_1$ -三角形，特别是对于较大的$k_1$值（$k_1 \geq 0.6 \,{\rm Mpc^{-1}}$），它取正号。RSD显著影响双谱的符号和幅度。对于小的和中等的$k_1$ -三角形，在整个EoR期间，它通过$50-100\%$改变（增加/减少）双谱的幅度，而不改变其符号（大部分）。对于较大的$k_1$ -三角形，RSD对幅值的影响为$100-200\%$，并且还将符号从负翻转为正。我们的结论是，重要的是要考虑到RSD的影响，一个正确的解释EoR 21厘米双谱。
2020-10-10 astro-ph.CO
The Lyman-$α$ emitter bispectrum as a probe of reionization morphology
本研究提出利用高红移莱曼-α发射体（LAE）的双谱作为再电离探测工具，通过模拟验证其比功率谱对再电离时间、形态及源族特性更敏感，为当前和未来LAE巡天提供了新的高阶统计探测手段。
2025-09-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
The 21 cm-kSZ-kSZ Bispectrum during the Epoch of Reionization
来自再电离时代（EoR）的高红移21厘米信号是一个有前途的早期宇宙观测探测器。当前和下一代无线电干涉仪，如氢时代再电离阵列（HERA）和平方公里阵列（SKA），预计将测量来自EoR的21厘米自动功率谱。这一时期的另一个观测信号是宇宙微波背景（CMB）中的动力学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）信号，即将进行的西蒙斯天文台（SO）和CMB-S4实验将观测到这一信号。21厘米的信号和来自EoR的kSZ的贡献预计是反相关的，前者来自星系际介质中的中性气体区域，后者来自电离区域。然而，kSZ和21 cm图之间的朴素互相关受到抵消的影响，因为电离区域同样可能朝向或远离观察者移动，因此与21 cm信号没有净相关性。我们在这里提出了一个调查的21厘米kSZ-kSZ双谱，这不应该遭受相同的取消简单的两点互相关。我们发现，有一个显着的和非零的信号，是敏感的再电离的历史，这表明统计可用于确认或推断的电离分数作为红移的函数。在没有前景污染的情况下，我们预测该信号在HERA和SO的高统计显著性下是可检测的。我们研究的双谱遭受的事实，即kSZ信号是敏感的，只有傅立叶模式与长波长的视线组件，这通常是丢失在21厘米的数据集，由于前景污染。我们讨论了可能的策略，以减轻这种污染，包括替代四点统计，可能有助于规避这个问题。
2020-08-11 astro-ph.CO
The CIB-lensing bispectrum: impact on primordial non-Gaussianity and detectability for the Planck mission
在谐波空间中，我们刻画了对宇宙微波背景（CMB）三点函数有贡献的宇宙红外背景（CIB）透镜双谱。我们表明，CIB透镜双谱具有相当大的强度，它可以检测到具有很高的意义，在普朗克高频地图。我们还提出了污染的预测不同形状的原始非高斯$f_{nl}$参数产生的CIB透镜双谱和河外点源双谱在普朗克高分辨率CMB各向异性地图。局部、等边和正交形状被考虑用于“原始”单频（即，不应用任何组分分离技术）和前景简化的普朗克温度图。CIB透镜相关性似乎主要影响双谱的正交形状-对于143和217 GHz频带，Δ $f_{nl}$分别为-21和-88-而点源主要影响等边形状，在100、143和217 GHz处，Δ $f_{nl}$ = 160、54和60。然而，结果表明，当考虑前景简化图时，这些污染物不会对普朗克$f_{nl}$估计值产生任何相关偏差：使用SEVEM进行组分分离，我们得到由于CIB透镜效应导致的Δ $f_{nl}$ = 10.5，由于点源导致的Δ $f_{nl}$ = 30.4，对应于普朗克2013 $f_{nl}$不确定度的0.30σ和0.45σ。事实上，成分分离技术能够部分地清除河外源污染，并且对于所有形状都减小了偏差。我们进一步开发了基于小松，Spergel & Wandelt（2005）形式主义的单频和多频估计器，可用于有效检测此信号。
2015-04-16 astro-ph.CO
The 21-cm bispectrum from neutral hydrogen islands at z < 6
本文利用高动态范围辐射转移模拟研究 z<6 延迟再电离产生的中性氢岛，发现其 21-cm 双谱显著增强并含特征尺度，且可由 SKA1-LOW 探测。
2024-03-05 astro-ph.CO
Enhancing the detectability of ionized Regions during the Epoch of Reionization
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育与研究学院加尔各答分校）；Jadavpur University（贾达普大学）
本文提出改进的匹配滤波方法，用于检测再电离时期的大离子化区域，并通过SKA-low观测实现高灵敏度检测。
2026-01-22 astro-ph.CO
Constraining the neutral hydrogen fraction during reionization: Cross-simulation inference using power spectrum and bispectrum
National Institute of Technology Calicut（印度卡尔库特国家技术学院）
本文通过交叉模拟验证，利用功率谱和双谱推断中性氢分数，发现双谱在同代码情况下约束更紧，而交叉模拟情况下约束改善有限，但存在系统性偏差，表明模型不确定性是主要限制因素。
2026-07-02 astro-ph.CO
Probing the large-scale structure with 21cm-galaxy cross-bispectrum: Estimates from simulations and forecasts for upcoming cosmological surveys
Indian Institute of Technology Indore（印度印多尔理工学院）；SISSA - International School for Advanced Studies（国际高等研究院）；IFPU - Institute for Fundamental Physics of the Universe（宇宙基础物理研究所）；INAF - Osservatorio Astronomico di Trieste（的里雅斯特天文台）；INFN - Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）；Observatoire de la Côte d’Azur, Laboratoire Lagrange（蔚蓝海岸天文台拉格朗日实验室）
本文通过理论星系演化模型预测，分析了21厘米星系交叉双谱的可探测性，预测了Euclid和SKA-Mid巡天在干涉和单 Dish模式下的检测能力，发现交叉双谱在存在仪器噪声时比自双谱更易检测。
2026-07-17 astro-ph.CO
CMB Lensing Bispectrum from Nonlinear Growth of the Large Scale Structure
讨论了在宇宙微波背景（CMB）透镜作用下大尺度结构非线性生长的可探测性。CMB各向异性中涉及的透镜信号已经从多个CMB实验中测量到，例如Atacama宇宙望远镜（ACT），普朗克，POLARBEAR和南极望远镜（SPT）。重建的透镜信号是有用的约束宇宙学通过其角功率谱，而探测性和宇宙学应用的非线性演化引起的双谱没有得到很好的研究。将Takada和Jain（2004）提出的星系透镜双谱的解析估计推广到CMB情况，我们发现即使是近期的CMB实验，如Advanced ACT，Simons Array和SPT3G，也能探测到由大尺度结构的非线性增长引起的CMB透镜双谱。在CMB第四阶段的情况下，我们发现，透镜双谱是可检测的$\gtrsim 50σ$统计显著性。这种精确测量的透镜双谱具有丰富的宇宙学信息，并且可以用于约束宇宙学，例如，中微子质量和暗能量的总和
2016-06-04 astro-ph.CO
Improving constraints on the reionization parameters using 21-cm bispectrum
无线电干涉测量实验的目的是通过测量21厘米信号的统计数据，主要是功率谱来约束再电离模型参数。然而，再电离时期（EoR）21厘米信号是高度非高斯的，这种非高斯性编码了关于这个时代的重要信息。双谱是能够捕获这种固有的非高斯性的最低阶统计量。在这里，我们是第一个证明，双谱的大和中等长度尺度和所有独特的$k$ -三角形形状提供更严格的约束的EoR参数相比，功率谱或双谱的有限数量的形状的$k$ -三角形。我们使用贝叶斯推断技术来约束EoR参数。我们还开发了一个基于人工神经网络（ANN）的仿真器，用于EoR 21厘米功率谱和双谱，我们使用它来显着加快我们的参数推理流水线。在这里，我们考虑了样本方差和系统噪声的不确定性对应于$1000$小时的SKA-Low观测估计误差的信号统计。我们发现，使用所有独特的$k$ -三角双谱提高了参数的约束的一个因素的$2-4$（取决于阶段的再电离）的约束，单独使用功率谱。
2022-03-29 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Detectability of Lyman Alpha Emission from Galaxies during the Epoch of Reionization
我们研究了Lyman Alpha（Lya）发射线在再电离时期（EoR）的可见性。结合银河系外流模型与大规模的再电离半数值模拟，我们量化的概率分布函数（PDF）的分数Lya光子通过星系际介质（IGM），T_IGM传输。我们的研究重点是星系填充暗物质晕质量的M_halo=1e10 M_sun在z=8.6，这是受到最近报道的星系在z=8.6与强大的Lya线发射发现。对于合理的模型假设，我们发现风导致T_IGM>10% [50%]，对于大多数星系，即使宇宙体积约为80% [60%]中性。因此，从报道的z=8.6星系中观察到的强Lya发射与高度中性的IGM一致。我们还调查了最近的初步证据的影响，观察到的“LAE分数”之间的辍学星系z=6和z=7之间的减少。如果得到证实，我们表明，在x_HI的快速演变将需要通过再电离的影响来解释这一观察。
2011-11-30 astro-ph.CO
Quantifying the non-Gaussianity in the EoR 21-cm signal through bispectrum
再电离（EoR）21厘米信号的时代预计是高度非高斯的性质，这种非高斯性也预计将演变与再电离的进展状态。因此，信号将在不同傅立叶模式（$k$）之间相关。功率谱将无法捕获信号中的这种相关性。我们使用高阶估计-双谱-来量化这种不断发展的非高斯性。我们研究的双谱使用一个合奏的模拟21厘米的信号，并与各种各样的$k$三角形。我们观察到两个竞争的来源驱动信号中的非高斯性：在中性分数（$x_{\rm HI}$）场的波动和在物质密度场的波动。我们发现，从这两个源的非高斯贡献不同，这取决于再电离的阶段和$k$模式正在研究。我们表明，双谱的符号作为一个独特的标记，以确定这两个组件是驱动非高斯。我们建议，双谱中的符号变化，当绘制为三角形配置$\cosθ$的函数时，在EoR的某个阶段，可以用作21 cm信号检测的确认测试。我们还提出了一种新的统一的方式来可视化的信号演变（与不断发展的$\overline{x}_{\rm HI}$或红移），通过在功率谱和等边双谱，即$P(k)-B(k, k, k)$空间的信号的轨迹。
2018-02-23 astro-ph.CO
Extracting bias using the cross-bispectrum: An EoR and 21 cm-[CII]-[CII] case study
在再电离时期（EoR）的红移21厘米波动的幅度预计将显示出独特的“上升和下降”的行为，随着再电离过程中的红移减少。在大尺度上（k <~ 0.1 Mpc^{-1}），这主要可以通过平均21 cm亮温和偏置因子b_21（z）的乘积的演化来表征。这个量的演变在一个独特的方式，可以帮助确定平均电离历史的星系际介质（IGM）从即将到来的21厘米波动数据集。在这里，我们考虑<T_21>使用未来的红移21厘米和[CII]线强度映射数据集的组合提取b_21（z）。我们的方法利用21 cm-[CII]-[CII]交叉双谱对傅立叶空间中三角形配置形状的依赖性。这允许确定<T_21>b_21（z），但重要的是，比21 cm自谱对前景污染不太敏感，因此可以提供有价值的交叉检查。我们比较了模拟双谱与二阶微扰理论的结果：在大尺度下，当<T_21>b_（21）（z）<~ 0.8时，微扰估计与真实值的匹配在10%以内<x_i>。我们认为，21厘米的自动双谱，并表明，该统计也可用于提取21厘米的偏差因子。最后，我们讨论了测量互双谱的测量要求。虽然我们专注于21厘米-[CII]-[CII]双谱在再电离过程中，我们的方法可能是更广泛的兴趣，可以应用于任何两个领域在整个宇宙历史。
2018-10-24 astro-ph.CO
Skew spectrum and smoothed skewness of 21-cm signals from epoch of reionization
本文利用半数值模拟研究了再电离时期21厘米信号的偏斜谱和平滑偏斜度，发现其演化特征与双谱相似且对模型敏感，并以SKA1-low为参考证实其信噪比显著高于双谱。
2023-05-11 astro-ph.CO
Forecast for the detectability of patchy hydrogen reionization in WEAVE-QSO measurements of the Lyman-$α$ forest power spectrum at redshift $z \geq 4$
The University of Nottingham（诺丁汉大学）；University of Hertfordshire（赫特福德大学）；Indian Institute of Technology Indore（印度理工学院印多尔分校）；Aix Marseille Université（艾克斯-马赛大学）；Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）；Camosun College（卡莫森学院）；IUCAA（印度天体物理与宇宙学研究与教学中心）；INAF - Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布拉耶天文台）
本研究预测WEAVE-QSO巡天的一维莱曼α森林功率谱测量，可在z≥4时以约4.5σ显著性直接探测并表征斑块状氢再电离的大尺度残余印记。
2026-11-03 astro-ph.CO
Detectability of 21-cm Power Spectra from the Epoch of Reionization using Modern Radio Telescopes
K. N. Toosi University of Technology（K.N.托伊西理工大学）；University of Massachusetts Dartmouth（马萨诸塞大学达特茅斯分校）
本研究利用HERA、MWA、GMRT、LOFAR四个射电天文台，结合21SSD模拟的45个模型，探究再电离时期21厘米功率谱的探测灵敏度，以约束该时期的天体物理模型。
2026-10-14 astro-ph.CO
Impact of dark matter models on the EoR 21-cm signal bispectrum
暗物质的性质决定了第一个坍缩晕形成的时间轴，从而影响了再电离的来源。在这里，我们考虑两种不同的暗物质模型：冷暗物质（CDM）和热暖暗物质（WDM），并研究它们如何影响再电离时代（EoR）及其21厘米观测。使用一套模拟，我们发现，在WDM的情况下，在小尺度上的结构形成得到抑制，导致在一个较小的数量的低质量的暗物质晕相比，CDM的情况。假设源产生电离光子的效率保持不变，这会导致在任何给定的宇宙时间产生的总电离光子数量减少，从而延迟再电离过程。我们还发现视觉差异的中性氢（HI）的拓扑结构和21厘米的地图相比，CDM的WDM的情况下。然而，在21厘米功率谱的差异，在相同的中性分数，被发现是小的。因此，我们专注于EoR 21-cm信号中的非高斯性，通过其双谱进行量化。我们发现，21厘米双谱（驱动的HI拓扑结构）是显着不同的WDM模型相比，CDM，即使是相同的质量平均中性馏分。这表明21厘米双谱是区分不同暗物质模型的一种独特而有前途的方法，并可用于在未来的EoR观测中约束暗物质的性质。
2020-06-13 astro-ph.CO
Detectability of 21cm signal during the Epoch of Reionization with 21cm-Lyman-$α$ emitter cross-correlation. III. Model dependence
在再电离期探测星系际介质中的$\rm H_I$ 21厘米谱线时，受到银河系同步辐射源和河外射电源等前景污染的影响。Lyman- $α$ emitter（LAE）星系与21 cm线的互相关是识别21 cm线信号的有力工具，因为21 cm线发射与LAE相关，而LAE与前景在统计上无关。到目前为止，21 cm LAE互功率谱的可探测性已经用简单的LAE模型进行了研究，其中观测到的Ly $α$亮度与暗物质晕质量成正比。然而，以前的模型与Subaru/Hyper Suprime-Cam（HSC）获得的LAE的最新观测数据不一致。在这里，我们重新审视21厘米LAE交叉功率谱的可探测性，采用一个国家的最先进的LAE模型与所有斯巴鲁/HSC的观测，如Ly $α$光度函数，LAE角自相关，和LAE分数在连续选定的星系。我们发现，所产生的互功率谱与更新的LAE模型是减少在小尺度（$k\sim 1\ \rm Mpc^{-1}$）相比，简单的模型，而在大尺度（$k \lesssim 0.2 \ \rm Mpc^{-1}$）的幅度没有受到太多的影响。我们的结论是，大规模的信号将检测与平方公里阵列（SKA）和HSC LAE互相关，但检测小规模的信号将需要一个扩展的HSC LAE调查与面积的$\sim 75\ \rm deg^2$或3000小时的观测时间的21厘米线与SKA。
2020-04-06 astro-ph.CO
Detectability of 21cm-signal during the Epoch of Reionization with 21cm-Lyman-$α$ emitter cross-correlation. I
在再电离时期（EoR），星系际介质（IGM）中中性氢的21厘米红移线信号的探测由于强烈的前景（如银河系同步加速器和河外射电星系）而变得复杂。21 cm Lyman- $α$发射源（LAE）互相关是减少前景效应的有效工具之一，因为这种射电源的前景发射在统计上与LAE分布无关。斯巴鲁超级超级凸轮（HSC）正在进行红移$z=6.6$和$7.3$的EoR期间的LAE调查。此外，主焦点摄谱仪（PFS）将提供HSC巡天发现的LAEs的精确红移信息。在本文中，我们研究了21厘米信号的探测能力与21厘米LAE互相关使用我们改进的再电离模拟。我们还专注于错误预算和定量评估，以考虑一种策略，以提高信噪比。此外，我们探索扩大LAE调查，建议最佳的调查参数，并显示出潜在的测量电离气泡的特征尺寸通过营业额规模的交叉功率谱。结果表明，结合LAE对HSC的深场探测，Murchison宽场阵列（MWA）具有大尺度检测互功率谱信号的能力。我们还表明，灵敏度显着提高，在小尺度上，通过添加从PFS测量的红移信息。平方公里阵列（SKA）有可能以$6\times10^{-3}~{\rm Mpc^{-1}}$的准确度测量营业额规模。
2018-06-21 astro-ph.CO
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
Enhanced Detectability of Pre-reionization 21-cm Structure
在宇宙被重电离之前，星系际氢的自旋温度很可能是由来自第一批恒星的紫外线辐射通过伍蒂森场效应从宇宙微波背景辐射中解耦出来的。如果IGM到那时还没有被加热到CMB温度以上，那么气体将相对于CMB以吸收的形式出现。大型稀有的X射线源可以向中性IGM注入足够的热量，因此在数十到数百Mpc的同向运动距离上，亮度温度差大于零，导致21厘米的大波动，幅度约为250 mK（角分到度角尺度），比再电离过程中电离气泡引起的幅度大一个数量级，约为25 mK。因此，这个信号可能更容易检测和探测更高的红移，而不是由于斑块再电离。对于第一批加热IGM的天体是类星体，它们拥有10^7个太阳质量的黑洞，在z~15处的丰度超过1个/Gpc ^3，阿雷西博天文台或500米孔径球面望远镜（FAST）的观测可以在大约一个月的专门观测时间内检测到它们的波动，并将其成像为大于5 σ的显著性。此外，MWA和LOFAR等现有设施可以探测到由10^5个太阳质量的黑洞组成的黑洞群产生的统计涨落，这些黑洞在z~10-12处的丰度约为10^4个/Gpc ^3。
2010-06-30 astro-ph.CO
Probing primordial non-Gaussianity: The 3D Bispectrum of Ly-alpha forest and the redshifted 21-cm signal from the post reionization epoch
我们探讨了使用三维双谱的Ly-alpha森林和红移21厘米的信号从后再电离时代约束原始非高斯的可能性。这两个场都描绘了中性氢的大规模分布，并可能被视为底层暗物质场的示踪剂。本文首先给出了两个任意三维有偏示踪剂的自谱和互谱的一般形式，然后将其应用于具体情况。我们已经模拟了三维Ly-alpha发射通量场作为一个连续的示踪剂采样沿一维串，对应于类星体的视线。对于后再电离21厘米信号，我们使用了线性偏置模型。我们使用Fisher矩阵分析提出的第一个预测的界限上f_{NL}和其他偏置参数使用三维21厘米双谱和其他交叉双谱。f_{NL}的界限取决于调查体积和各种观测噪声。我们考虑了一个类似于BOSS的Ly-alpha巡天，其中类星体的平均数密度为\bar{n} = 10^{-3} Mpc^{-2}，光谱是在2 σ水平上测量的。对于21厘米的信号，我们已经考虑了4000小时的观测与未来的SKA一样的无线电阵列。我们发现在我们的分析中得到的f_{NL}上的界限（6 < Δ f_{NL} < 65）与CMBR和星系巡天是竞争性的。我们还发现，通过结合各种交叉双谱估计，它是可能的约束f_{NL}在一个水平Δ f_{NL} ~ 4.7。对于等边和正交模板，我们分别得到了组合估计量的Δ f_{NL} ^{equ}~17和Δ f_{NL} ^{orth}~13。这对于理解原始扰动产生的机制是很重要的。
2013-04-03 astro-ph.CO gr-qc
A new probe of magnetic fields in the pre-reionization epoch: II. Detectability
在本系列的第一篇论文中，我们提出了一种新的方法来探测宇宙黑暗时代的大规模星系际磁场，使用21厘米层析成像。这种方法依赖于氢原子在宇宙学环境中的自旋排列效应，以及原子的磁旋进对21厘米亮度-温度波动统计的影响。在本文中，我们预测了未来层析成像测量的灵敏度检测磁场使用这种方法。为此，我们开发了一个最小方差估计形式主义捕获的特征各向异性信号的亮度-温度波动的两点统计。我们发现，根据再电离的历史，并受到控制的系统从前景减法，一个阵列的偶极天线在一个紧凑的网格配置与收集面积略超过一平方公里，可以实现$1σ$检测$\sim$ $10^{-21}$高斯共动（缩放到今天的价值）在三年内的观察。使用这种方法，层析21厘米的调查，从而可以探测到十个数量级以下的电流CMB的原始磁场的限制，并提供精致的灵敏度大规模磁场在高红移原位。
2016-04-21 astro-ph.CO
Detecting the relativistic galaxy bispectrum
傅立叶空间的星系双谱是复杂的，虚部来自于首阶相对论修正，这是由于多普勒效应、引力红移以及红移空间中的相关视线效应。双谱虚部的检测可能是相对论贡献的确凿证据。我们调查下一代光谱调查是否可以进行这样的检测。对于第四阶段的光谱$Hα$调查类似于欧几里得，我们发现，这种相对论签名的累积信号噪声是$\mathcal{O}(10)$。长模相对论效应在星系双谱中与短模牛顿效应耦合，但在星系功率谱中不耦合。这是一个单一的星系调查的双谱中的相对论效应的可检测性的基础，而功率谱需要多个星系调查，以检测相应的信号。
2021-08-04 astro-ph.CO
Detecting the relativistic bispectrum in 21cm intensity maps
我们研究了未来21厘米强度测绘调查的双谱中领先阶相对论效应的可探测性。相对论信号来自红移空间中的多普勒效应和其他视线效应。在单个示踪剂的功率谱中，这些效应被因子$\cH^2/k^2$抑制。相比之下，在双谱中，相对论信号耦合到短尺度模式，导致作为$\cH/k$缩放的虚贡献，从而增加检测的可能性。先前的工作已经表明，这种相对论性信号在第四阶段的H $α$星系巡天中是可以探测到的。{We显示该信号也可以通过下一代21厘米强度图检测到，但由于前景和望远镜光束效应，通常具有较低的信噪比。
2021-05-13 astro-ph.CO
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
The monopole and quadrupole moments of the Epoch of Reionization (EoR) 21-cm bispectrum
本文通过EoR模拟研究21厘米双谱的单极矩和四极矩，发现其符号变化标志着中性氢分布从电离泡出现到HI岛形成的拓扑转变。
2023-10-24 astro-ph.CO
Detection of Cosmic Structures using the Bispectrum Phase. II. First Results from Application to Cosmic Reionization Using the Hydrogen Epoch of Reionization Array
通过中性氢（HI）的红移21厘米线表征$z\gtrsim 6$的再电离（EoR）时期对现代天体物理学和宇宙学至关重要，因此是许多当前和计划中的低频射电望远镜的关键科学目标。检测这种信号的主要挑战是在这些频率下压倒性的明亮前景发射，对仪器的知识和分析的不准确性提出了严格的要求。这些实验的结果在很大程度上并不受热敏性的限制，而是受到系统学的限制，特别是由于无法将仪器校准到高精度。干涉双谱相位不受基于天线的校准和其中的误差的影响，并且提供了检测EoR HI波动的独立替代方案，同时在很大程度上避免了校准系统。在这里，我们提供了一个演示，这种技术的一个子集的数据从氢时代的再电离阵列（HERA）的星系际介质（IGM）的亮度温度的近似约束。从这个有限的数据，我们推断在$z=7.7$上IGM亮度温度的“$1σ$“上限是$\le 316$“伪”mK，在$κ_\parallel=0.33$“伪”$h$ Mpc $^{-1}$（数据有限）和$\le 1000$“伪”mK，在$κ_\parallel=0.875$“伪”$h$ Mpc $^{-1}$（噪声有限）。“伪”单位仅表示与实际距离尺度和亮度温度的近似对应关系，而不是精确对应关系。通过并行传播模型的数据分析，我们确认，所需的动态范围，以分离宇宙HI信号的前景是类似的，在标准的方法，和双谱相位的功率谱仍然是数据有限的（在$\gtrsim 10^6$动态…
2020-07-02 astro-ph.CO astro-ph.IM
Simulations of primary beam effects on the cosmic bispectrum phase observed with the Hydrogen Epoch of Reionization Array
中性氢的21~cm跃迁有望成为再电离时代最好的观测探针。测量21厘米信号的主要困难是存在明亮的前景，需要非常精确的干涉校准。闭合量可以规避校准要求，但是可能受到方向相关效应的影响，特别是天线主波束响应。本文研究了互耦对天线主波束闭合相位及其功率谱的影响。我们的模拟表明，受互耦合影响的初级光束导致泄漏的前景功率进入EoR窗口，这可以高达$\sim4$数量级高于没有考虑互耦合的情况。然而，对于包括29 μ m基线的三元组，这种泄漏基本上限于$k < 0.3$ ~ $h$ ~Mpc $^{-1}$。当明亮的前景出现在天线旁瓣中时，泄漏幅度更明显，正如预期的那样。最后，我们发现，包括相互不同的互耦合光束的三元组具有类似于包括相同类型的互耦合光束的三元组的功率谱，这表明三元组（或可见度对）内的光束到光束的变化不是EoR窗口中的前景泄漏的主要来源。
2022-05-19 astro-ph.CO astro-ph.IM
Detectability of the $τ_{es}$-21cm cross-correlation: a tomographic probe of patchy reionization
未来的宇宙微波背景（CMB）实验探测到的电子散射光学深度$τ_{\rm es}$的波动与地面无线电干涉仪探测到的21厘米差分亮温$ΔT_{\rm 21cm}$的波动之间的互相关，将追踪宇宙的再电离历史。特别是，$τ_{\rm es}-$ 21厘米互相关应产生的特征气泡尺寸分布和电离分数的红移的函数的确定。当假设互相关信号受仪器噪声而不是前景的限制时，我们通过即将进行的实验来估计其潜在的可检测性。具体来说，HERA和西蒙斯天文台，CMB-S4和PICO的组合应该产生大约3 - 6的信噪比，而SKA的开发应该将其提高到10-20。最后，我们已经讨论了当（简单建模）21厘米前景时，这种可探测性水平是如何受到影响的。对于最有前途的PICO $\times$ SKA配置，需要达到$7\times 10^{-4}$水平的前景去除效率，以实现互相关信号的$5σ$检测;此外，在$0.03 \,h\,\rm Mpc^{-1}$以上的视线傅立叶模式中安全避免前景污染将保证$3σ$周围的检测显著性。
2020-03-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Halving and Doubling: Boosting the Detection of Relativistic Effects in the Galaxy Bispectrum with Optimal Subsample Selection
Università degli Studi di Torino（都灵大学）；INFN – Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino（意大利国家核物理研究所都灵分部）；INAF – Istituto Nazionale di Astrofisica, Osservatorio Astrofisico di Torino（意大利国家天体物理学研究所都灵天文台）；University of the Western Cape（西开普敦大学）；Queen Mary University of London（伦敦玛丽女王大学）；Università degli Studi di Ferrara（费拉拉大学）
通过最优子样本选择，提升银河双谱中广义相对论效应的探测能力
2026-02-27 astro-ph.CO
Reionization morphology and intrinsic velocity offsets allow transmission of Lyman-α emission from JADES-GS-z13-1-LA
本研究结合星系形成模型与IGM再电离模拟，探究高红移星系Lyα发射的可探测性，发现再电离形态对探测概率有显著影响，为解读高红移Lyα观测提供了重要依据。
2024-09-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Effects and Detectability of Quasi-Single Field Inflation in the Large-Scale Structure and Cosmic Microwave Background
准单场暴胀预言了一个特殊的动量依赖性的压缩极限的原始双谱之间的本地和等边模型顺利插入。这种依赖性与理论中由超对称性决定的等曲率子的质量直接相关。因此，在检测到非零原始双谱的情况下，对控制压缩极限中的动量依赖性的参数的附加约束成为一个重要问题。我们探讨这些非高斯初始条件对大尺度结构和宇宙微波背景的影响，特别注意到在大尺度和星系偏差的尺度依赖修正的星系功率谱。我们确定的两个参数描述的QSF双谱，我们可以期待从即将到来的大尺度结构和宇宙微波背景观测的同时约束。我们发现，对于相对较大的值的非高斯振幅参数，但仍然在目前的不确定性，星系功率谱测量将能够区分QSF的情况下，从本地模型的预测。CMB的似然分析，以及Fisher矩阵分析，表明也有一个范围的参数值，普朗克数据可能能够区分QSF模型和相关的本地和等边形状。考虑到CMB和LSS结果的不同观测权重，在联合分析中可以显著降低简并性。
2012-04-27 astro-ph.CO hep-th
Primordial Non-Gaussianity Estimation using 21 cm Tomography from the Epoch of Reionization
测量由宇宙暴胀理论预测的小的原始非高斯性（PNG）可能有助于诊断它们。PNG的可探测性，其印记的21厘米功率谱从时代的再电离重新评估这里的$f_{NL}$，本地非线性参数。我们发现，一个最佳的，多频观测SKA可以实现$Δf_{NL} \sim 3$（最近普朗克CMB限制），而宇宙方差限制阵列的这种大小，如Omniscope甚至可以检测到$Δf_{NL} \sim 0.2$。这大大修改了以前工作的方法和结果。
2013-10-24 astro-ph.CO
Quantifying the redshift space distortion of the bispectrum III : Detection prospects of the multipole moments
通常使用多极矩来量化双谱的红移空间各向异性。在任何调查中测量这些多极的可能性取决于统计波动的水平。我们提出了一种计算星系巡天双谱多极子测量中统计涨落的形式。我们考虑规范的{ \it欧几里得}像星系调查和提出两个数量：的信噪比（SNR）量化的多极的可检测性，和秩相关量化的相关性之间的测量误差的任何两个多极。基于SNR值，我们发现{ \it Euclid}可以潜在地测量由傅立叶空间中的三个{ \bf k}向量形成的各种三角形形状上的双谱多极子直到$\ell=4$。通常，SNR对于线性三角形是最大的。SNR值也取决于观测的尺度和红移。虽然$\ell \leq 2$多极子可以用${\rm SNR}>5$测量，甚至在线性/准线性（$k \lesssim 0.1 \,{\rm Mpc}^{-1}$）尺度上，但对于$\ell>2$多极子，我们需要去小尺度或需要增加bin大小。对于大多数多极子对，除了在挤压和拉伸三角形附近的一些三角形形状之外，误差在大部分三角形形状上仅弱相关。这使得可以组合不同多极子的测量以增加有效SNR。
2022-09-07 astro-ph.CO
Impact of astrophysical scatter on the Epoch of Reionization [H I]$_{\rm 21cm}$ bispectrum
本研究使用半数值模拟探讨天体物理散射对再电离时期HI 21-cm双谱的影响，发现散射在小尺度上引入显著的非高斯性，SKA1-Low有望在特定红移和中性分数下探测到这些散射特征。
2024-08-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Decoupling Local Primordial non-Gaussianity from Relativistic Effects in the Galaxy Bispectrum
本文研究星系双谱中局域原初非高斯性与相对论效应的可探测性，通过信噪比计算和信息矩阵预测表明相对论效应可被未来光谱巡天探测，并首次证明忽略相对论修正会使$f_{\ m NL}$测量产生超过1.5σ的偏差。
2025-08-19 astro-ph.CO
Impact of Instrument Responses on the Detectability of One-point Statistics from Redshifted 21 cm Observations
我们研究的影响，仪器系统学的方差，偏度和峰度的红移21厘米强度波动观测的再电离时代。我们模拟现实的21厘米观测的基础上默奇森宽场阵列（MWA）第一阶段再电离实验，使用阵列的点扩散函数（PSF）和天线波束方向图，全天空21厘米模型，和FHD成像管道。我们测量观测到的红移演化的像素概率密度函数（PDF）和一点统计从模拟的地图，比较它们的测量来自更简单的模拟，代表仪器的PSF与高斯内核。我们发现，这两种方法产生的统计数据具有相似的趋势，相关性大于80%。我们进行额外的模拟的基础上的氢时代的再电离阵列（HERA），使用高斯内核作为仪器PSF，并研究频率分仓的统计效果。我们发现，PSF平滑和采样方差从测量的统计数据在有限的视野稀释内在的功能，并添加波动的统计数据，但揭示了新的可检测的功能。当地图中出现极高或极低温度区域时，观察到的峰度将增加。频率分箱降低了热不确定性，但也可以模糊沿频率维度的区域，导致仅出现在从某些频率箱的图导出的统计数据中的峰度峰。我们进一步发现，当PSF的角分辨率与产生峰的极端区域的尺寸尺度相匹配时，峰度峰将达到它们的最大值。HERA阵列应能够以高灵敏度绘制观察到的21 cm波动的偏度和峰度的演变，而MWA第一阶段可能能够检测方差峰值。
2016-10-19 astro-ph.CO
Seeing Through the Trough: Outflows and the Detectability of Lyman Alpha Emission from the First Galaxies
下一代望远镜的目标是直接观察第一代星系，这些星系启动了我们宇宙中的再电离过程。Lyman Alpha（Lya）发射线被强有力地预测为这些星系最突出的内禀光谱特征，使其成为寻找和研究高红移星系的理想目标。不幸的是，周围中性星系际介质（IGM）的巨大冈恩-彼得森光学厚度被认为使这条线在再电离之前极难探测。在本文中，我们证明了在星际介质（ISM）的辐射转移效应，这导致Lya通量出现在频率的Gunn-Peterson光学深度减少的星系，可以大大提高在高红移的Lya线检测的前景。特别是，星际HI气体的散射可以改变Lya谱线的形状，使得发射的Lya辐射的>5%直接传输到观察者，甚至通过完全中性的IGM。因此，在JWST再电离时代早期，从最小的HII“气泡”中居住的最高红移星系中直接观察“强”Lya发射线（EW > 50埃静止框架）是可能的。此外，我们表明，外流可以提高通过IGM在再电离的后期阶段，甚至后再电离传输的Lya辐射的分数。再加上第一代星系被认为具有非常大的内在等效Lya等效宽度的事实，我们的研究结果表明，在其红移Lya发射线的星系搜索可以与辍学技术竞争，可以在JWST时代探测到最高的红移。
2010-04-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Epoch of Reionization 21 cm Bispectrum at $z=8.2$ from MWA data II: Smooth Component Filtering
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；Indian Institute of Technology Madras（印度理工学院马德拉斯分校）；Raman Research Institute（拉曼研究所）
该研究利用MWA数据和SCF方法，通过抑制前景并评估三维球形双谱，确定了再电离时期的信号限制。
2026-02-19 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Constraints on the remote quadrupole field from the polarized Sunyaev Zel'dovich effect
Perimeter Institute for Theoretical Physics；York University（约克大学）；University of Southern California（南加州大学）
研究通过CMB-CMB-星系三谱评估极化苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应，利用普朗克和ACT的CMB数据等。虽未显著检测到该效应，但给出相关限制，预测未来测量可收紧限制，有助于确认低CMB四极和再电离光学深度。
2026-07-20 astro-ph.CO
Cross-correlating the patchy screening and kinetic Sunyaev-Zel'dovich effects as a new probe of reionization
School of Earth and Space Exploration, Arizona State University（亚利桑那州立大学地球与空间探索学院）；Department of Applied Mathematics and Theoretical Astrophysics, University of Cambridge（剑桥大学应用数学与理论天体物理系）；Department of Physics, Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学物理系）；McWilliams Center for Cosmology and Astrophysics, Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学麦克威廉斯宇宙学与天体物理学中心）
本文提出利用CMB巡天将斑块屏蔽效应与kSZ效应交叉相关，以探测再电离时期的电离气体分布特征。
2026-01-05 astro-ph.CO
LIMFAST. III. Timing Cosmic Reionization with the 21 cm and Near-Infrared Backgrounds
本研究针对21厘米与近红外背景直接互相关因前景污染失效的问题，提出对前景滤波后的21厘米信号取平方再与近红外背景互相关的方法，可有效探测宇宙再电离时间线，且能被未来巡天高显著性检测。
2025-01-17 astro-ph.CO
HI absorption from the epoch of reionization and primordial magnetic fields
我们研究了再电离时期原始磁场对HI吸收的影响。这些磁场的存在导致两种不同的效应：（a）由于双极扩散，磁场的衰减导致晕圈的加热，以及（b）由于磁场引起的额外物质波动导致晕圈数量的增加。我们分析了这两种影响，并表明，后者是潜在的观察，因为沿视线的晕的数量可以增加许多数量级。虽然这种效应在$0.3\hbox{--}0.6$ nG的范围内并不强烈依赖于磁场强度，但对于近无标度模型，它对磁场功率谱指数非常敏感。因此，这种吸收特征的检测可以是原始磁场及其功率谱的灵敏探针。我们讨论了这些功能的可探测性与正在进行的和未来的无线电干涉仪。特别是，我们表明，LOFAR可能能够检测到这些吸收功能在$z \simeq 10$在不到10小时的整合，如果背景源的通量为400毫焦耳。
2014-03-22 astro-ph.CO
The scale-dependent signature of primordial non-Gaussianity in the large-scale structure of cosmic reionization
宇宙结构的形成取决于暴胀产生的初始密度涨落的统计分布。虽然最简单的模型预测了一个几乎完美的高斯分布，但更一般的模型预测了一个原始非高斯（PNG）的水平，观测可能还不够敏感，可以检测到。最近普朗克合作测量的CMB温度各向异性双谱显着收紧观测的限制，但他们仍然远离最简单的膨胀模型预测的PNG水平。低于CMB灵敏度的探测水平将需要其他方法，例如寻找PNG对星系晕集群的统计印记。在再电离时期（EoR），第一批恒星和星系向星系际介质（IGM）释放辐射，产生电离斑块，其大尺度几何形状和演化反映了恒星形成星系的潜在丰度和大尺度集群。IGM中的电离斑与星系晕之间的这种统计联系表明，观测再电离可能是限制PNG的另一种方法。我们采用线性微扰理论的再电离和半解析模型的基础上的扩展集形式主义的PNG对EoR的影响建模。我们量化PNG的大尺度结构的再电离的电离密度偏差，即电离原子的傅立叶空间中的总物质的超密度的比率，在小波数的影响。正如以前的研究发现，PNG创建一个规模依赖的签名晕偏差，所以，同样，我们发现一个规模依赖的签名电离密度偏差。我们的结果，这与以前的尝试在文献中描述这种PNG签名显着不同，将被应用到其他地方来预测其可观察到的后果，例如，在宇宙21厘米的背景。
2013-05-30 astro-ph.CO
What Next-Generation 21 cm Power Spectrum Measurements Can Teach Us About the Epoch of Reionization
目前正在进行一些实验，以测量再电离时期的21厘米信号。无论这些实验是否能探测到宇宙辐射，它们有限的灵敏度都将阻止它们提供有关再电离天体物理学的详细信息。在这项工作中，我们考虑什么类型的测量将使下一代更大的21厘米EoR望远镜。为了计算这种阵列可能的约束类型，我们使用简单的模型的仪器，前景发射，和再电离的历史。我们主要集中在一个仪器建模后的$\sim 0.1~\rm{km}^2$收集区氢时代的再电离阵列（HERA）的概念设计，并参数化的不确定性，前景排放考虑不同的限制，最近描述的“楔形”足迹在k空间。再电离的历史中的unevenness占使用一系列的模拟，不同的电离效率和负责再电离的星系的最低维里温度，以及电离光子通过IGM的平均自由程。鉴于各种组合的模型，我们认为可能的功率谱检测的意义，跟踪功率谱的演变与红移的能力，显着的功率谱特征的可检测性，以及对天体物理参数的定量约束的可实现水平。最终，我们发现，收集区域的$0.1~\rm{km}^2$足以确保即使在最悲观的情况下，再电离功率谱的非常高的显著性（$\gtrsim30σ$）检测。这种灵敏度应允许有意义的约束的再电离的历史和天体物理参数，特别是如果前景减法技术可以改进和成功实施。
2014-09-16 astro-ph.CO
Measuring $f_{\mathrm{NL}}$ with the SPHEREx Multi-tracer Redshift Space Bispectrum
本文评估了测光红移误差对 SPHEREx 多示踪双谱测量原初非高斯性参数 $f_{\mathrm{NL}}$ 的影响，发现尽管误差影响信息提取，但最佳样本主导总结果，基准误差为 $σ_{f_{\mathrm{NL}}} = 0.7$，加入功率谱后有望达 0.5。
2023-11-22 astro-ph.CO
Fast Luminous Blue Transients in the Reionization Era and Beyond
精确确定再电离时代和揭示非均匀再电离的性质是现代宇宙学的重要课题。现有的研究再电离的方法，使用宇宙微波背景，Ly $α$发射体，类星体，或伽马射线暴，在精度或事件率方面有困难。我们建议，最近发现的快速发光蓝瞬变（FLBTs）有可能作为一种新的探针的再电离。我们研究了FLBTs的可探测性在再电离的时代与即将到来的WFIRST宽视场仪器（WFI），使用来自星系观测的恒星形成率和FLBTs的事件率成比例的恒星形成率。我们发现，如果FLBTs的发生率为核心坍缩超新星发生率的1%，那么，在近红外波段以26.5等的极限星等和10天的周期进行巡天，每年每度$^2$ at $z>6$（$z>8$）可探测到2（0.3）个FLBTs。我们的结论是，WFIRST超新星深度巡天可以在不久的将来探测到再电离时期的$\sim20$ FLBT。
2020-02-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Probing reionization using quasar near-zones at redshift z ~ 6
利用流体动力学模拟和辐射转移程序，研究了$z\sim 6$类星体在其近区产生的星系际介质（IGM）中的附加加热效应。如果氦在HeII中占主导地位，IGM有效状态方程的归一化（$T_0$）和斜率（$γ$）都会被类星体的过度电离所修改。使用现有的限制$T_0$在$z\sim6$，我们讨论了HI和HeII再电离的性质和时代的影响。我们研究了HeIII区域的范围与类星体年龄的函数关系，并表明，对于$z \sim 6$类星体的典型推断年龄（即$\sim 10^8$年），它延伸到HI邻近区域的80%。对于这些长寿命，即使使用来自邻近区域的所有HI线，也可以检测到加热效应。使用通量和曲率概率分布函数（PDF），我们研究了作为IGM中初始物理条件的函数的加热效应的统计可探测性。对于目前的样本量，宇宙方差占主导地位的通量PDF。曲率统计更适合于捕捉宇宙方差之外的加热效应，即使样本量是目前可用的一半。
2014-07-16 astro-ph.CO
Primordial magnetic fields and the HI signal from the epoch of reionization
原始磁场诱导的结构形成的HI信号的再电离时代的影响进行了研究。使用半解析模型，我们计算在这种情况下的密度和电离不均匀性。我们证明：（a）与标准的$Λ$ CDM模型不同，整体HI信号只能在发射中看到;（b）由原始场引起的密度扰动，在HI两点关联函数上留下了磁场Jeans长度的独特特征;（c）电离不均匀性的长度尺度为$\la 1 \rm Mpc$。我们发现，峰值预期信号（两点关联函数）是$\simeq 10^{-4} \rm K^2$的范围内的尺度$0.5\hbox{-}3 \rm Mpc$的磁场强度范围内的$5 \times 10^{-10} \hbox{-}3 \times 10^{-9} \rm G$。我们还讨论了HI信号的可检测性。正在进行的和计划中的无线电干涉仪的角分辨率允许人们只探测我们所考虑的最大磁场强度。它们具有检测磁场感应特征的灵敏度。我们表明，未来的SKA既有角分辨率和灵敏度，以检测磁场感应信号在整个范围内的磁场值，我们认为，在一个星期的积分时间。
2009-11-02 astro-ph.CO
