Lensing anomalies from the epoch of reionisation
再电离模糊是对宇宙微波背景的非线性校正，其作用类似于弱引力透镜，并且可以通过模糊势从线性扰动计算。孤立地说，它对宇宙微波背景的影响大约比透镜效应小两个数量级。但是模糊电位与透镜电位强烈相关，从而产生潜在的可观察到的互相关。我们首次计算了再电离模糊对温度角功率谱的影响，并讨论了它会引起多少透镜异常
2019-11-05 astro-ph.CO gr-qc
A new parameterization of the reionisation history
从最近的宇宙微波背景观测，电离背景测量的恒星形成的星系，和低红移线的视线探针的再电离时代的当前限制的动机，我们提出了一个新的数据激励的平均电离分数的历史参数化。这个参数化描述了一个灵活的红移不对称再电离过程中的两个制度，能够拟合所有的电流约束。
2015-09-09 astro-ph.CO
ARTIST: Fast radiative transfer for large-scale simulations of the epoch of reionisation
我们介绍了“非对称辐射传输壳技术”（ARTIST），一种新的方法，光子传播的大尺度上，明确保存光子，传播光子的速度，大约占光子的方向性，并密切再现更详细的辐射转移（RT）代码的结果。至关重要的是，它的计算速度足够快，足以演化出预测21厘米功率谱所需的大宇宙体积，这些功率谱将由未来针对再电离时代（EoR）的实验探测。大多数旨在预测EoR 21 cm信号的半数值模型使用了偏移集形式主义（ESF）方法，该方法通过牺牲光子守恒、通过构造将电离区域约束为球形以及不考虑光传播时间来实现计算可行性。通过实施我们的RT方法内的半数值代码SimFast21，我们表明，艺术家预测EoR电离场的显着不同的演变相比，代码的本地ESF。特别是，艺术家预测的体积平均电离分数更渐进的演变，并高达一个数量级的电离功率的差异，这取决于假设的物理参数。因此，它的应用程序的大规模EoR模拟将允许更多的物理动机的限制，以获得关键EoR参数，如逃逸分数。
2020-01-07 astro-ph.CO
Reconstructing the epoch of reionisation with Planck PR4
本文利用 Planck PR4 数据，通过多种参数化与非参数化模型及贝叶斯和频率学派方法，稳健约束了宇宙再电离历史，得出一致的光学深度 $τ$ 估计，并指出电离分数随红移的演化高度依赖模型。
2025-09-17 astro-ph.CO
Unveiling the most luminous Lyman-α emitters in the epoch of reionisation
遥远的发光莱曼α发射体是在再电离时代详细观测星系的绝佳目标。这些星系的空间分辨观测使我们能够同时探测年轻恒星的发射，星际介质中的部分电离气体，并限制环星系介质中周围氢的性质。我们回顾了ALMA，HST/WFC 3和VLT/X-SHOOTER在大爆炸后~ 5亿年观测到的明亮星系中的静止框架UV，Lyman α和[CII]发射的（光谱）后续研究的最新结果。这些星系可能存在于早期的电离气泡中，是复杂系统，由多个分离良好的组分组成，其中已经存在痕量的金属。
2019-11-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Are we witnessing the epoch of reionisation at $z=7.1$ from the spectrum of J1120+0641?
在$z=7.08$类星体ULASJ 1120 +0641的光谱中，我们对部分中性星系际介质（IGM）中Lyα阻尼翼吸收的存在进行了量化.使用贝叶斯框架，我们同时占的不确定性：（一）内在的类星体发射光谱;和（二）宇宙HI补丁的分布在时代的再电离（EoR）。对于（i），我们使用了一种新的本征Lyα发射线重建方法（Greig等），从中等$z$类星体的大型数据库中抽取发射线特性的协方差矩阵。对于（ii），我们使用21-cm结构的演化（EOS; Mesinger et al.）模拟，其中跨越了一系列的物理动机EoR模型。我们找到了强有力的证据，证明在Lyα的红区（没有Lyα森林的污染）存在阻尼机翼吸收。我们的分析表明，$z=7.1$尚未完成EoR，体积加权IGM中性分数限制为$1σ$的$\bar{x}_{\rm H\,{\scriptsize I}} = 0.40\substack{+0.21 -0.19}$（$2σ$的$\bar{x}_{\rm H\,{\scriptsize I}} = 0.40\substack{+0.41 -0.32}$）。该结果对EoR形态不敏感。我们在$z=7.1$的IGM中检测到显著的中性HI，这与普朗克2016年对CMB Thompson散射光学深度的最新测量结果一致（普朗克合作XLVII）。
2018-02-28 astro-ph.CO
Bayesian Model Selection with Future 21cm Observations of The Epoch of Reionisation
我们应用贝叶斯统计，通过Multinest算法对不同的再电离场景进行模型选择。首先，我们恢复了21 CMMC的结果，用于21 cmFAST模型的参数估计。我们继续测试几个玩具模型的时代的Reionisation（EoR）定义的对比形态和规模。我们发现，LOFAR观测不太可能允许模型选择，即使有很长的集成时间。HERA需要61个偶极子在1080小时内进行相同的分析，并与具有217个偶极子的SKA相当。我们发现SKA只需要324小时的观察就可以最终区分我们的模型。一旦模型选择是可以实现的，观察先验的分析进行发现，中性分数检查在特定的红移添加很少或没有推论。我们在一个模型内区分基准参数或区分星系与一个常数与幂律质光比的水平模型选择的困难。最后，我们探索使用Savage-Dickey密度比来显示参数Rmfp在21 cm FAST内的冗余。
2019-05-03 astro-ph.CO astro-ph.IM
Modeling small galaxies during the Epoch of Reionisation
小星系被认为是在再电离完成之前宇宙电离预算的主要贡献者。已经有许多数值研究试图通过逃逸分数$f_{esc}$来量化它们的电离效率。虽然有一个明显的趋势，即小晕的$f_{esc}$较高，但单个晕块的$f_{esc}$分布很分散。我们认为这是由于低质量星系中恒星形成的内在爆发性。我们进行了高分辨率的辐射流体动力学模拟与Ramses-RT模型的三个星系的演化和电离效率。我们发现，$f_{esc}$的变化遵循恒星形成率。然后，我们讨论的后果，这种变化的可观测性的星系JWST。
2015-10-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Simultaneously constraining the astrophysics of reionisation and the epoch of heating with 21CMMC
宇宙21厘米信号将彻底改变我们对早期宇宙的理解，使我们能够探测星系际介质（IGM）的3D温度和电离结构。它将打开一扇通往看不见的第一个星系的窗户，向我们展示它们的紫外线和X射线光子如何驱动再电离时代（EoR）和加热时代（EoH）的宇宙里程碑。为了便于从21 cm信号进行参数推断，我们之前开发了21 CMMC：3D EoR模拟的Monte Carlo Markov Chain采样器。在这里，我们扩展21 CMMC，包括同时建模的EoH，导致在一个完整的贝叶斯推断框架的天体物理学主导的宇宙21厘米信号的可观测时代。我们证明，第二代干涉仪，氢时代的再电离阵列（HERA）和平方公里阵列（SKA）将能够约束电离和X射线源的第一个星系的属性与分数精度的顺序$\sim1$-10%（1 $σ$）。宇宙的电离历史可以被限制在百分之几以内。使用我们的扩展框架，我们量化的偏见在EoR参数恢复所引起的共同简化的饱和自旋温度的IGM。根据EoR和EoH之间的重叠程度，恢复的天体物理参数可能会受到$\sim3-10σ$的影响。
2018-02-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Investigating the Contribution of Extended Radio Sources to the Epoch of Reionisation Power Spectrum
我们调查的贡献扩展的无线电源，如半人马座A，和银河系超新星遗迹（SNRs），我们的能力来检测统计$21\,\rm{cm}$信号的时代的再电离（EoR）与默奇森宽场阵列（MWA）。这些源通常被忽略，因为它们处于MWA初级射束的高度衰减部分中，然而，总的来说，这些源在我们期望检测到$21\,\rm{cm}$信号的角标度上具有$10\,\rm{Jy}$的表观通量密度。我们为银河系SNR和半人马座A创建定制的多分量2D高斯模型，并模拟两个MWA快照观测的生命周期。我们将这些vibrations网格化，然后将它们相对于频率进行傅立叶变换，对它们进行球形和圆柱形平均，以产生1D和2D功率谱。我们将模拟的1D功率谱与预期的$21\,\rm{cm}$功率谱进行比较。我们发现，虽然这些扩展的源是在高度衰减的部分的微波A主波束图案，共同他们有足够的功率（$\sim10^4-10^5\,\rm{mK^2}\,\it{h^{-3}} \,\rm{Mpc^{3}}$）EoR显着模式（$|\mathbf{k}| \leq 0.1 h \rm{Mpc}^{-1}$），以禁止检测的$21\,\rm{cm}$信号（$10^4\,\rm{mK^2}\,\it{h^{-3}} \,\rm{Mpc^{3}}$）。我们发现，$50-90\%$的源必须被删除，以减少泄漏的水平$10-20\%$的$21\,\rm{cm}$功率…
2022-05-10 astro-ph.CO
The impact of Lyman series photons on the intergalactic medium during the Epoch of Reionisation
本文研究了在再电离时期，高阶莱曼系光子对IGM在背景CMB上的21 cm吸收或发射特征的作用。结果表明，考虑到共振线散射截面随莱曼阶数的增加而减小，高阶莱曼光子的净散射率是不可忽略的。由此产生的辐射级联将大大提高辐射源附近的莱曼α光子的数量密度。它还表明，高阶莱曼系光子能够碰撞加热的IGM的量的几十到几百开氏度。讨论了Wouthuysen-Field效应可能因星系附近尘埃的存在而被抑制的可能性，并指出高阶莱曼系光子仍会引起Wouthuysen-Field效应，但21 cm辐射效率有所降低。研究还表明，高阶莱曼系光子散射后的辐射级联将产生扩展的低表面亮度发射线晕。这些晕将提供一种独特的手段来确认再电离源候选者被在大尺度上仍然基本上是中性的IGM所包围。
2009-08-25 astro-ph.CO physics.atom-ph
Magnetising the Cosmic Web during Reionisation
证据一再表明，宇宙片，细丝和空隙今天可能被大量磁化。然而，星系际介质中磁场的起源目前还不确定。我们讨论了一个磁机制的基础上交换的动量硬光子和电子之间的非均匀星系际介质。在再电离时期，在电离源附近操作，它能够在与电离源之间的距离相当的尺度上产生相关强度的磁种子。此外，当考虑到所有电离源的贡献和气体不均匀性的分布时，在再电离结束时，它会导致一个磁化水平，该磁化水平可以解释宇宙网络中当前的磁场强度。
2018-11-22 astro-ph.CO
Determining Ideal Fields for Epoch of Reionisation Science Using the 21 cm Line
针对SKA-Low探测EoR 21厘米线的需求，利用MWA存档观测提取z≈6.8天区的图像与校准指标，结合功率谱分析，确认EoR0为理想天区，为SKA-Low的EoR观测天区选择提供依据。
2025-09-24 astro-ph.CO astro-ph.IM
BEoRN: A fast and flexible framework to simulate the epoch of reionisation and cosmic dawn
本研究提出公开的Python模拟框架BEoRN，基于N体模拟生成宇宙黎明与再电离纪元的21厘米信号三维图，通过光子重分配保证守恒，三类基准模型符合现有观测，覆盖该时期的主要不确定性。
2023-05-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Epoch of Reionisation 21cm Forecasting From MCMC-Constrained Semi-Numerical Models
最近普朗克（2016）积分光学深度与汤姆逊散射的低值表明，再电离发生得相当突然，不利于扩展再电离场景。这将对21 cm功率谱产生重大影响。使用半数值框架，我们改进了Hassan等人（2016）的模型，以包括时间积分电离和重组效应，并发现这会导致更突然的再电离。它还产生更大的HII气泡，这导致大尺度上的21 cm功率增加一个数量级，同时抑制小尺度电离功率。中性氢密度的局部波动在大尺度上提高21厘米功率谱中起主导作用，而重组是次主导作用。我们使用蒙特卡罗马尔可夫链方法将我们的模型约束到Bouwens等人（2015）在z = 6，7，8处的恒星形成率函数，普朗克（2016）光学深度测量以及Becker & Bolton（2013）在z~5处的电离发射率数据。然后，我们使用这个约束模型进行21厘米预测LOFAR，HERA和SKA，以确定如何以及这些数据可以隐藏驱动再电离的来源。我们发现，21厘米的功率谱单独可以在一定程度上约束电离源的晕质量依赖性，光子逃逸分数和电离振幅，但结合21厘米的数据与其他电流观测使我们能够单独约束所有这些参数。我们的框架说明了如何21厘米的数据可以发挥关键作用，在理解的来源和拓扑结构的再电离观测改善。
2017-03-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Effect of Interplanetary Scintillation on Epoch of Reionisation Power Spectra
行星际闪烁（IPS）通过与太阳外流相关的空间和时间变化的电子密度的畸变效应在小角尺寸天文射电源中引起强度起伏。这些射电源是一个潜在的前景污染物信号红移HI排放的再电离时代（EoR），因为它们产生时间依赖的流量密度变化在明亮的河外点源。来自前景连续源的污染使区分宇宙信号与天空中其他源的努力变得复杂。在IPS中，在适用于EoR观测的与太阳成大角度的情况下，弱散射会引起场中源的测量通量密度在空间和时间上的相关波动，通过引起信号强度的非静态变化，可能影响EoR信号的可探测性。在这项工作中，我们探讨了行星际弱闪烁对EoR功率谱测量的影响，占仪器的空间和时间采样。我们使用已发表的电子密度波动的功率谱和EoR实验的参数，导出EoR功率谱测量的波数相空间中的IPS功率谱。IPS功率与预期宇宙学功率的对比被用作评估IPS影响的度量。我们表明，IPS有一个不同的光谱结构，功率从前景单独，但额外的泄漏到EoR观测参数空间是可以忽略不计的典型的IPS条件下，除非使用的数据从深内的前景污染区域。
2015-10-08 astro-ph.CO astro-ph.SR
Topology of Reionisation times: concepts, measurements and comparisons to gaussian random field predictions
本文研究EoR再电离时间场的拓扑统计，利用EMMA和21cmFAST模拟测量并与GRF理论预测比较，发现该场近似高斯，仅末期电离前沿引入微弱非高斯性。
2023-02-22 astro-ph.CO
Gravitational Lensing Effects by Galaxy Clusters on Ionised Bubble Size Distribution during the Epoch of Reionisation
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文学与空间科学学院）；Key Laboratory of Space Astronomy and Technology, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台空间天文与技术重点实验室）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；State Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology（射电天文与技术国家重点实验室）
研究通过模拟星系团引力透镜效应，发现其显著增加再电离时期离子化气泡中大尺寸气泡数量，需在SKA时代考虑其系统误差。
2026-07-23 astro-ph.CO
The Global History of Reionisation
使用贝叶斯框架，我们量化目前的观察意味着什么的历史时代的再电离（EoR）。我们使用一个流行的，三参数EoR模型，足够灵活，以适应广泛的物理合理的再电离历史。我们研究了各种EoR观测的影响：（i）普朗克2016年测量的CMB的光学深度;（ii）莱曼$α$和$β$森林中的暗分数;（iii）银河系Ly $α$发射的红移演化（所谓的“Ly $α$级分”）;（iv）Ly $α$发射体的聚集;（v）类星体ULASJ 1120 +0641谱中的IGM阻尼翼印记;（vi）斑片状动力学Sunyaev-Zel'dovich信号。结合起来，（i）和（ii）已经对再电离历史施加了有趣的限制，对应于平均中性分数（75，50，25）%的时期，限制在1 $σ$到$z= (9.21\substack{+1.22 -1.15}, 8.14\substack{+1.08 -1.00}, 7.26\substack{+1.13 -0.96})$。折叠更多的模型依赖EoR观测[（iii-vi）]，加强了百分之几十的这些限制，在成本的最佳拟合模型的可能性下降，主要由（iii）驱动。最严格的约束来自（v）。不幸的是，目前的观测集不足以打破简并和约束天体物理学EoR参数。然而，EoR参数本身的依赖于模型的先验可以通过排除具有强退化的参数空间区域来设置严格的限制。受最近对$z\sim7$昏暗透镜星系的观测的启发，我们展示了如何对…
2018-02-28 astro-ph.CO
The MWA Long Baseline Epoch of Reionisation Survey: I. Improved Source Catalogue for the EoR 0 field
对再电离时期（EoR）实验的主要系统约束之一是前景校准模型的准确性。最近的结果表明，扩展的前景源的高度精确的模型，并包括在主波束及其旁瓣的源的模型，是必要的，以减少前景功率。为了提高Murchison宽场阵列（MWA）观测到的EoR场源模型的准确性，我们进行了MWA长基线再电离期调查（LoBES）。该调查包括使用MWA第二阶段扩展阵列对主要MWA EoR油田及其八个相邻油田进行多频观测。我们提出的调查的前半部分的结果集中在MWA EoR 0观测场（集中在RA（J2000）0小时，12月（J2000）-27度）。这一半的调查涵盖了3069度$^2$的区域，平均均方根为2.1毫焦波束$^{-1}$。由此产生的目录包含了80824个来源，16个单独的光谱测量100和230 MHz之间，和78 $\%$这些来源的频谱建模。在这个区域上，我们估计在32 mJy上有90个完整的$\%$，在10.5 mJy上有70个完整的$\%$。整体归一化源计数被认为是在与以前的低频调查在类似的敏感性良好的协议。测试新的源模型的性能，我们测量剥离源，特别是扩展源，在一组MWA第一阶段的数据较低的残留均方根值。这些数据残差的2维功率谱也显示出在小角度尺度上的改进--与LoBES目录的更好的角分辨率一致。很明显，LoBES天空模型改进了澳大利亚MWA EoR小组用于EoR 0场的当前天空模型。
2021-10-15 astro-ph.CO astro-ph.IM
Comparison of observing modes for statistical estimation of the 21cm signal from the Epoch of Reionisation
（节略）噪声的实验，旨在统计估计的21厘米信号从高红移中性氢在再电离时期（EoR）使用干涉测量数据通常计算假设跟踪观察，其中望远镜指向中心和仪器相位中心是相同的观察。当前的低频干涉仪使用固定偶极子的孔径阵列，其在天空上被电子操纵，并且具有与机械操纵的单个孔径不同的特性，诸如远离天顶的降低的灵敏度，以及天空上的离散指向位置。鼓励使用两种额外的观测模式：（1）天顶漂移，指向中心保持固定在天顶，相位中心跟踪天空;（2）漂移+偏移，望远镜使用离散的指向中心，每次指向时天空漂移。这些模式中测量的相干性决定了通过相干模式的组合来最佳地减少热噪声，以及通过非相干模式的组合来减少宇宙方差（天空的不同补丁的视图）。这些噪声分量之间的平衡为这三种模式用于测量统计EoR特征的效用提供了一种度量。我们提供了一个一般的框架，估计在功率谱的不确定性，对于一个给定的观测模式，望远镜波束形状，和天线分布。我们将这个框架应用于Murchison宽场阵列（MWA），使用900小时的观测的2D和1D功率谱的分析。我们表明，天顶漂移扫描可以产生轻微的信号功率的不确定性相比，跟踪扫描的MWA EoR实验。
2014-05-02 astro-ph.CO astro-ph.IM
SKA-Low simulations for a cosmic dawn/epoch of reionisation deep field
SKA Observatory（SKA天文台）；Jodrell Bank Centre for Astrophysics, School of Physics and Astronomy, University of Manchester（曼彻斯特大学物理与天文学学院乔德雷尔银行天体物理学中心）；Department of Physics and Astronomy, University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学物理与天文学系）；LUX, Observatoire de Paris, PSL Research University, CNRS, Sorbonne Université（巴黎天文台卢克斯实验室，PSL研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学）；Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen（格罗宁根大学卡普坦天文研究所）；INAF – Osservatorio Astrofisico di Arcetri（意大利国家天体物理研究所阿切特里天文台）；Laboratoire de Physique de l’Ecole Normale Supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université de Paris（巴黎高等师范学校物理实验室，PSL大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎大学）；International Centre for Radio Astronomy Research, Curtin University（科廷大学国际射电天文研究中心）；ARC Centre of Excellence for All-Sky Astrophysics in 3D（ARC三维全天体物理学卓越中心）
SKA-Low模拟了宇宙黎明/再电离时期的深场观测，提供真实信号和误差模型，用于测试前景抑制方法。
2026-02-13 astro-ph.CO astro-ph.IM
Multi-frequency angular power spectrum of the 21~cm signal from the Epoch of Reionisation using the Murchison Widefield Array
多频角功率谱（MAPS）是球平均功率谱的替代方案，并且计算角功率谱中的局部波动而不需要视线谱变换。测试了不同的MAPS方法和前景污染的处理方法，并与球平均功率谱和单频角功率谱进行了比较。我们将MAPS应用于Murchison宽场阵再电离期实验的$z=6.2-7.5$中110小时的数据，计算了21厘米亮温起伏的统计功率。在存在明亮前景的情况下，在MAPS应用之前应用滤波器以去除大规模模式，由于系统性而显著降低MAPS功率。MAPS显示了10 $^2$ -10 $^3$的对比度，与应用滤波器后的0- 4 MHz的光谱分离的模拟21 cm宇宙学信号，反映了球平均功率谱的结果。计算了单频角功率谱。在$z=7.5$和$l=200$中，我们发现角功率为53 mK $^2$，超过模拟宇宙学信号功率的一千倍。残留的光谱结构，固有的校准数据，而不是从大规模模式的频谱泄漏，是系统的功率偏差的主要来源。与球面平均功率谱相比，单频角功率谱产生稍差的结果，应用了频谱滤波器以减少前景。探索其他滤波器可能会改善这一结果，同时考虑更宽的带宽。
2022-08-12 astro-ph.CO astro-ph.IM
Polarised foreground removal at low radio frequencies using rotation measure synthesis: uncovering the signature of hydrogen reionisation
测量中性氢的红移21厘米发射有望成为研究氢再电离历史的最有效方法，并间接地研究第一个星系。这些研究将不会受到对信号的原始灵敏度的限制，而是受到来自银河系和河外射电源以及银河系连续统的明亮前景辐射的限制。此外，由于增益误差和非理想的饲料泄漏合谋进一步污染低频无线电观测。这种泄漏导致复杂的线性偏振信号的一部分找到它的方式进入斯托克斯我，并抑制了非偏振宇宙信号的再电离时代的检测。在这项工作中，我们表明，旋转测量合成可用于恢复宇宙氢再电离的签名中存在的污染极化前景。为了实现这一目标，我们应用旋转测量合成技术的斯托克斯我的合成数据立方体包含银河系前景发射，仪器偏振泄漏的影响，和红移21厘米发射中性氢从时代的再电离。这就产生了一个有效的斯托克斯法拉第色散函数为每一个视线，从仪器偏振泄漏可以拟合和减去。我们的研究结果表明，它是可能的，以恢复再电离的签名在其后期阶段（z ~ 7）的21厘米功率谱的方式，以及通过层析成像的电离腔在星系际介质。
2011-07-27 astro-ph.CO astro-ph.IM
Constraining General Modifications of Gravity during Reionisation
强度映射使我们能够测试宇宙学和基础物理学在再电离时代，与线波动的功率谱探测大范围的尺度和红移。本文给出了一般修正重力方案中21厘米谱线涨落的宇宙学体积，其中附加参数是物质扰动的初始条件参数$α$和尺度相关的修正重力参数$Y$，它测量了泊松方程偏离广义相对论的程度。对于即将到来的调查，如SKA，我们预测，使用从我们的模拟中得出的功率谱，强度映射的能力，以约束在再电离过程中的重力修改，以及调查与天体物理参数的相关性。
2018-05-28 astro-ph.CO gr-qc
Spectral calibration requirements of radio interferometers for Epoch of Reionisation science with the SKA
射电干涉仪的仪器色度引入的光谱特征有可能对使用早期宇宙的红移中性氢发射线进行再电离时代（EoR）和宇宙黎明（CD）科学的能力产生负面影响。我们描述了仪器校准的选择，影响科学数据的光谱特性，并评估其对EoR统计和层析实验的影响。原则上，我们认为固有的频谱响应的接收天线，嵌入在一个完整的频率相关的主波束响应，和频率相关的仪器采样。我们评估不同的带通校准选项。将该分析应用于拟定的SKA 1-低EoR/CD实验。我们提供SKA站主波束带通的平滑度公差，以满足统计和层析成像（成像）EoR计划的科学目标。测试了两种校准策略：（1）独立地拟合每个精细通道;（2）针对每个~1~MHz粗通道拟合具有（n+1）阶残差（n= 2，3，4）的n阶多项式。策略（1）导致2D功率谱中的不相关功率与热噪声功率成比例，从而降低总体阵列灵敏度。策略（2）导致来自拟合的相关残差，以及具有（n+1）阶曲率的残差信号功率。为了使剩余功率小于热噪声，在单个粗通道上的带通中的四阶项的分数幅度必须<2.5%（50 MHz）、<0.5%（150 MHz）、<0.8%（200 MHz）。层析实验对带通中的相位残差进行了严格的限制。我们发现，在任何细通道（4.578~kHz）的相位变化在所有站的均方根变异性不应超过0.2度。
2016-04-12 astro-ph.CO astro-ph.IM
The impact of the ionosphere on ground-based detection of the global Epoch of Reionisation signal
红移21厘米的中性氢（Hi）谱线，在低射频（~50-200 MHz）下有可能观测到，是宇宙黎明和再电离时期（EoR）星系间介质物理状况的一个有希望的探测器。与银河系前景辐射（~ $10^4$ K）相比，天空平均Hi信号预计非常微弱（~100 mK）。此外，地面仪器测得的天空平均光谱受到源自电离层的色传播效应（几十开氏度）的影响。我们分析了与升级后的大喇叭系统部署在默奇森射电天文台收集的数据，以评估电离层的影响（吸收，发射和折射）对全球EoR信号的检测的意义。我们测量电离层的一些属性，如电子温度（夜间$T_e \approx$ 470 K），幅度，和光学深度的变化（夜间$τ_{100 MHz} \approx$ 0.01和$δτ\approx$ 0.005）。根据对大量数据样本进行的统计检验的结果，即使在电离层存在变异的情况下，很长时间的积分也会导致信噪比增加。这进一步得到天空温度波动的功率谱的结构的支持，该结构在频率$\gtrsim 10^{-5}$ Hz处具有闪烁噪声特性，但是在低于$\approx 10^{-5}$ Hz时变得平坦。我们的结论是引入的随机误差的色电离层效应趋于零的平均值。因此，电离层效应和波动并不是阻止地面仪器积分达到全球EoR实验所需精度的根本障碍。
2015-09-21 astro-ph.CO astro-ph.IM
On the unique evolutionary mechanisms of massive quiescent galaxies in the epoch of reionisation
Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）；JWST Australia Data Centre [JADC], Swinburne Advanced Manufacturing and Design Centre [AMDC]（JWST澳大利亚数据中心，斯威本先进制造与设计中心）
研究再电离时期高质量静止星系的演化历史，发现抑制反馈机制下星系快速形成并持续增长，为未来观测和模拟研究提供指导。
2026-03-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Robust statistics toward detection of the 21 cm signal from the Epoch of Reionisation
我们探讨了从再电离时代（EoR）的21厘米信号的鲁棒估计方法。介绍了一种用于测量EoR空间温度起伏功率谱的核密度估计方法。KDE将波动的潜在概率分布函数估计为空间尺度的函数，并且包含与估计波动功率谱的典型方法不同的系统偏差和误差。提取的直方图的vitrium允许矩分析被用来区分前景从21厘米的信号和热噪声。我们使用直方图中可用的信息，以及来自两个独立观测场的前景的统计不相似性，从宇宙学信号中鲁棒地分离前景，同时不对信号的高斯性进行假设。使用两个独立的观测场来鲁棒地区分信号和前景是本文分析的关键。我们将该技术应用于13个小时的Murchison宽场阵列（MWA）EoR数据在两个观测领域。我们比较的输出功率谱估计方法得到的比较，并证明使用这种方法减少前景污染。使用直接从KDE分布函数获得的二阶矩，与匹配的延迟空间功率估计器相比，k < 0.3hMpc^{-1}的功率提高了2-3倍，而通过额外的统计数据对数据进行加权并没有提供比仅热噪声权重更大的改善。
2019-04-25 astro-ph.CO astro-ph.IM
Thermal and Reionisation History within a Large-Volume Semi-Analytic Galaxy Formation Simulation
我们预测的21厘米全球信号和功率谱的时代的再电离使用MERAXES半解析星系形成和再电离模型，更新，包括X射线加热和星系际介质的热演化。使用半解析模型（如MERAXES）研究星系的形成和演化以及宇宙氢的再电离，需要大体积和高质量分辨率的N体模拟。为此，我们使用模拟的边长$210~h^{-1}$ Mpc与$4320^3$粒子解决暗物质晕的质量$5\times10^8~h^{-1}~M_\odot$。为了达到原子冷却星系的质量分辨率，被认为是占主导地位的人口有助于再电离，在$z=20$的$\sim 2\times10^7~h^{-1}~M_\odot$，我们增加了这个模拟使用DARKFOREST蒙特卡罗合并树算法（实现有效的粒子计数$\sim10^{12}$）。使用这种增强的模拟，我们探索的质量分辨率的影响，预测再电离的历史，以及对21厘米的全球信号和21厘米的功率谱的X射线加热的影响。我们还探讨了$70^{3}$ $h^{-3}$ Mpc $^3$子体积内21-cm统计量的宇宙方差。我们发现，再电离的中点由$Δz\sim0.8$和宇宙方差的功率谱被低估的一个因素$2-4$在$k\sim 0.1-0.4$百万分之一$^{-1}$由于非高斯性质的21厘米信号。据我们所知，这项工作代表了第一个模型的再电离和星系形成，解决低质量的原子冷却的星系，同时采样足够大的尺度，探索早期宇宙中的X射线的…
2023-02-18 astro-ph.CO
Gridded and direct Epoch of Reionisation bispectrum estimates using the Murchison Widefield Array
我们采用两种方法来估计21厘米双谱内的再电离时代（EoR）的Murchison宽场阵列（MWA）项目的数据。使用与第二阶段紧凑型阵列采集的数据允许直接双谱估计上的多个冗余间隔的三角形的天线瓦片，以及估计的基础上的数据网格的$uv$平面。将直接和网格化双谱估计器应用于2016年和2017年观测季节的21小时高波段（167 - 197 MHz; $z$ = 6.2 - 7.5）数据。点源前景的双谱偏差和方差的解析预测。我们比较了这些方法的输出，前景的信号贡献，以及未来的前景测量的双谱与冗余和非冗余阵列。我们发现，一些三角形配置产生的双谱估计是一致的，与预期的噪声水平后10小时，而等边配置是强烈的前景为主。可以仔细选择三角形配置以减少阻碍功率谱估计器的前景偏差，并且对于某些波模式，21 cm双谱可以在比21 cm功率谱更短的时间内可访问，其中检测在数百小时内。
2019-05-17 astro-ph.CO astro-ph.IM
21CMMC with a 3D light-cone: the impact of the co-evolution approximation on the astrophysics of reionisation and cosmic dawn
我们扩展21 CMMC，蒙特卡罗马尔可夫链采样器的三维再电离模拟，直接进行参数估计的三维光锥的宇宙21厘米信号。这使得理论分析更接近于下一代干涉仪（如HERA和SKA）可实现的层析21厘米观测。因此，参数恢复可以解释随红移/频率演变的模式。此外，模拟数据可以更容易地被破坏以类似于真实数据。使用光锥版本的21 CMMC，我们量化的偏差恢复的天体物理参数，如果我们使用21厘米功率谱从协进化近似，以适应一个三维光锥模拟观测。虽然在大多数假设下忽略光锥效应不会使恢复的天体物理参数产生显著偏差，但它可能导致低估相关的不确定性。然而，如果21 cm信号快速演变，则可能发生（$\sim$少-- 10 $σ$）（即再电离和加热的时期明显重叠）和：（i）前景去除非常有效，允许大的物理规模（$k\lesssim0.1$ ~Mpc $^{-1}$）用于分析或（ii）理论建模准确到功率谱幅度的$\sim10$ %以内。
2018-01-05 astro-ph.CO
A consistent, physical, and analytical model for CMB observables of reionisation I. Derivation, constraining power, and detectability of the auto-spectra
Université Paris-Saclay, CNRS, Institut d’Astrophysique Spatiale（巴黎萨克雷大学、法国国家科学研究中心、天体物理研究所）
该研究提出基于流体动力学模拟校准的解析模型，推导再电离时期CMB三种可观测量的自谱，可被下一代CMB实验探测，其联合分析可约束再电离历史与形态。
2026-09-01 astro-ph.CO
Deep multi-redshift limits on Epoch of Reionisation 21cm Power Spectra from Four Seasons of Murchison Widefield Array Observations
我们计算球平均功率谱从四个赛季的数据获得的时代的再电离（EoR）项目观察到的默奇森宽场阵列（MWA）。我们测量了$k= 0.07-3.0~h$ Mpc $^{-1}$上红移为$z=6.5-8.7$的EoR功率谱。在EoR 0高波段（3，340个观测值）上110小时的最大聚合产生了最低测量值（43 mK）$^2$ = 1.8 $\times$ 10 $^3$ mK $^2$，$k$ =0.14 $h$ Mpc $^{-1}$和$z=6.5$（2 $σ$热噪声加样本方差）。在2013- 2016年观测季内，利用实时系统进行定标，利用CHIPS管道进行功率谱估计，选取中心5个点的最佳观测值，在两个频段内观测3个独立的场。根据测量电离层活动的质量保证指标，这产生了13，591个2分钟快照（453小时）。我们执行另一次切割以去除校准不良的数据，基于二维功率谱的前景主导和EoR主导区域的功率，将集合减少到12，569个观测值（419小时）。这些数据以20个观测值为一组进行处理，以保持识别不良数据的能力，并用于分析数据在场、频率和数据质量方面的演变和结构。随后，我们选择了最干净的8,935个观测值（298小时的数据），以形成不同场、点和红移范围的积分功率谱。
2020-02-07 astro-ph.CO astro-ph.IM
Higher-order methods of radiative transfer in simulations of the epoch of reionisation: Pn versus M1
Observatoire Astronomique de Strasbourg, Universite de Strasbourg, CNRS UMR 7550（斯特拉斯堡天文台，斯特拉斯堡大学）；Institut de Recherche Mathématique Avancée (IRMA), University of Strasbourg（斯特拉斯堡大学高等数学研究所）；Direction du Numérique - Pôle CESAR, University of Strasbourg（斯特拉斯堡大学数字事务处-CESAR中心）
本研究比较了Pn与M1在天体物理模拟中的表现，发现高阶Pn能纠正M1的缺陷，并揭示了M1的'暗莫雷拉'现象。
2026-08-25 astro-ph.CO
Measuring patchy reionisation with kSZ$^2$-21 cm correlations
我们研究的动力学Sunyaev-Zel'dovich效应（KSZ）和21厘米信号在时代的再电离（EoR）的互相关，以衡量斑片状再电离的影响。由于kSZ效应与视线速度成比例，因此kSZ-21 cm互相关在小角度尺度下会受到抵消的影响。因此，我们专注于kSZ平方场（kSZ $^2$）和21 cm信号之间的相关性。当全局电离分数较低（$x_e\lesssim 0.7$）时，kSZ $^2$波动由罕见的电离气泡主导，这导致与21 cm信号的反相关。当$0.8\lesssim x_e<1$时，相关性由中性区域的小口袋主导，导致正相关性。然而，在非常高的红移时，当$x_e<0.15$时，自旋温度波动将相关性的符号从负变为正，因为在这种情况下，弱电离区域可以具有强的21 cm信号。为了提取这种相关性，我们发现，维纳滤波是有效的，从主CMB各向异性去除大信号。对即将到来的平方公里阵列数据进行$\sim$ 10小时积分的预期信噪比与当前一代CMB观测站的地图互相关，$μ$ K弧分噪声为3.4，100度$^2$波束为1.7弧分，对于$x_e=0.2$，信噪比分别为51、60和37，0.5和0.9。
2017-12-14 astro-ph.CO
First Light and Reionisation Epoch Simulations (FLARES) XVII: Learning the galaxy-halo connection at high redshifts
本研究利用FLARES高分辨率缩放模拟，采用极端随机树建模高红移星系-子暗晕关系，通过事后添加噪声还原星系性质分布，且模型在低分辨率下性能下降小，可应用于大型纯暗物质模拟。
2024-10-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Discriminating Planck Reionisation Histories with the kSZ Effect
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，空间天体物理学研究所）；Observatoire de Paris, PSL Research University, Sorbonne Université, CNRS, LUX（巴黎天文台，PSL研究大学，索邦大学，法国国家科学研究中心，LUX）；Institut du Développement et des Ressources en Informatique Scientifique (IDRIS)（科学计算资源开发研究所）；Inria Saclay-Île-de-France（INRIA 塞纳-圣但尼大区研究所）；Institut de Radioastronomie Millimétrique (IRAM)（毫米波射电天文学研究所）；IRAP, CNRS, Université de Toulouse, CNES, UT3-UPS（空间研究与天体物理学研究所，法国国家科学研究中心，图卢兹大学，法国国家太空研究中心）；IJCLab, Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3（IJCLab，巴黎萨克雷大学，法国国家科学研究中心/欧洲核子研究组织）
通过kSZ效应区分再电离历史，研究显示当前CMB观测不足以区分短和长再电离，但未来更高精度测量可实现区分。
2026-07-24 astro-ph.CO
21cm Epoch of Reionisation Power Spectrum with Closure Phase using the Murchison Widefield Array
本文首次利用MWA闭合相位数据测量再电离时期21厘米功率谱，在红移约6.79处获得14米和24米基线三角形组的上限估计，证明该方法可规避阵元校准误差，为小数据量下的21厘米功率谱研究提供了有前景的新途径。
2024-09-04 astro-ph.CO astro-ph.IM
Fisher matrix forecasts on the astrophysics of galaxies during the epoch of reionisation from the 21-cm power spectra
本研究利用Fisher矩阵与MERAXES模型，结合未来SKA的21厘米功率谱模拟观测及紫外光度函数等数据，对再电离时期首批星系的关键天体物理参数实现了高精度约束预测。
2023-08-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Reionisation time fields reconstruction from 21 cm signal maps
本文提出利用卷积神经网络从模拟的21 cm图预测再电离时间场，发现无仪器效应时能较好重建大尺度特征，加入仪器效应后中小尺度平滑加剧。
2023-10-02 astro-ph.CO
Reionisation & Cosmic Dawn Astrophysics from the Square Kilometre Array: Impact of Observing Strategies
对宇宙21厘米信号的干涉测量将彻底改变我们对再电离时代（EoR）和宇宙黎明（CD）的理解。正在进行的努力的高潮将是即将到来的平方公里阵列（SKA），它将提供来自我们宇宙第一个十亿年的21厘米信号的断层扫描。使用由高$z$光度函数提供信息的星系形成模型，在这里，我们预测了SKA低（SKA 1低）的第一阶段可以约束驱动EoR和CD天体物理学的看不见的星系的属性的准确性。我们考虑了三种观测策略：（i）深（1000小时在一个单一的领域）;（ii）中深（100小时在10个独立的领域）;（iii）浅（10小时在100个独立的领域）。使用21厘米的功率谱作为一个汇总统计，保守地只使用21厘米以上的前景楔形信号，我们预测，所有三个观测策略应恢复天体物理参数的$\sim 0.1$的分数精度-10%.The再电离的历史恢复到$Δz \lesssim 0.1$（1 $σ$）的不确定性的大部分时间。中深度策略平衡了热噪声与宇宙方差，导致最严格的约束，略优于深度策略。浅层观测策略的表现最差，最高可达$\sim 10$ --恢复的不确定性增加60%。然而，我们注意到，非高斯汇总统计、断层扫描以及无偏前景去除可能会有利于深度策略。
2019-06-19 astro-ph.CO
GLOBALEMU: A novel and robust approach for emulating the sky-averaged 21-cm signal from the cosmic dawn and epoch of reionisation
用神经网络模拟全球（天空平均）21厘米信号已被证明是物理信号建模的重要工具。在本文中，我们提出了globalemu，全球21厘米信号模拟器，使用红移作为一个字符定义变量旁边的一组天体物理参数来估计信号亮度温度。结合物理驱动的数据预处理，这使得一个可靠和快速的仿真器，是相对不敏感的网络设计。globalemu可以在1.3 ms内仿真高分辨率信号，而使用现有的公共技术水平的21 cmGEM时，仿真时间为133 ms，提高了102倍。我们举例说明，与标准的天体物理模型用于训练21厘米GEM，globalemu是几乎两倍的准确性和一组测试的$\approx1,700$信号，我们实现了平均RMSE为2.52 mK的整个频带z=7-28（$\approx$ 10%的预期噪声的无线电实验宇宙氢的分析（REACH））。模型参数包括恒星形成效率$f_*$、最小维里圆速度$V_c$、X射线效率$f_X$、CMB光学厚度$τ$、X射线谱能量密度的斜率和低能截止值$α$和$ν_\mathrm{min}$以及电离光子的平均自由程$R_\mathrm{mfp}$。globalemu提供了一个灵活的框架，可以轻松模拟全局信号的更新模拟以及中性分数历史。该模拟器可点式安装，可在以下网址获得：\url{https://github.com/htjb/globalemu}。globalemu将被REACH协作广泛使用…
2021-10-15 astro-ph.CO astro-ph.IM
Extending Semi-numeric Reionisation Models to the First Stars and Galaxies
半数值方法使得有效地模拟再电离时期（EoR）成为可能。虽然大多数实现涉及减少到一个简单的三参数模型，我们引入了一个新的质量依赖的电离效率参数，折叠的物理参数，受到最新的数值模拟的约束。这种新的参数化，使有效的建模范围广泛的主机晕质量包含电离源，从最小的人口III主机晕与$M \sim 10^6 M_\odot$，这往往被忽略，最罕见的宇宙峰与$M \sim 10^{12} M_\odot$在EoR。我们比较产生的电离的历史与一个典型的三参数模型，并与最新的约束普朗克任务。由于汤姆逊散射，我们的模型的结果在光学深度，$τ_{\mathrm{e}}$ = 0.057，这是符合普朗克。在我们的模型中最大的差异显示在所得到的气泡尺寸分布，峰值在较低的特征尺寸和扩大。我们还考虑了各种物理参数的不确定性，并比较了由此产生的电离历史广泛不利于星系的小贡献。由于最小的晕在$z = 10$之后停止了对电离光子预算的有意义的贡献，这意味着它们在确定EoR的开始方面发挥了作用，并且没有其他作用。
2017-11-23 astro-ph.CO
First Light And Reionisation Epoch Simulations (FLARES) XIII: The Lyman-continuum emission of high-redshift galaxies
本文利用 FLARES 模拟分析 z=5–10 大质量星系的 LyC 辐射，量化电离光子产生效率及其与紫外斜率、OIII 等值宽度的关系，并评估恒星与 AGN 的贡献。
2023-08-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Keck Spectroscopy of Faint 3<z<7 Lyman Break Galaxies: - I. New constraints on cosmic reionisation from the luminosity and redshift-dependent fraction of Lyman-alpha emission
我们提出了一个新的Keck光谱调查的结果，在红移范围3<z<7的紫外微弱的LBG。结合早期的Keck和已发表的ESO VLT数据，我们的样本包含600多个辍学者，为可能主导宇宙再电离过程的典型亚L * 源的性质提供了新的见解。在这里，我们使用这个样本来计算连续选择的退出中强Lya发射体的分数。通过量化“Lya分数”如何随红移而变化，我们试图限制与再电离相关的Lya传输的变化。为了区分再电离的影响与其他影响Lya分数的因素（例如尘埃，ISM运动学），我们研究了当IGM被电离时，Lya分数在3<z<6上的光度和红移依赖性。这些结果表明，低光度星系比高光度星系更频繁地出现强Lya辐射，并且在固定光度下，强Lya辐射的普遍性随着红移的增加而适度增加。基于我们的数据集中的蓝色紫外线斜率和强Lya发射星系之间的相关性，我们认为，Lya分数的趋势是由红移和亮度依赖的变化，在尘埃遮蔽，与可能的额外贡献的趋势中的运动学和覆盖部分的中性氢。基于候选z~7透镜LBG的有限IR光谱，我们发现在z~7处Lya分数的尝试性减少，如果通过未来的调查证实，则该结果将表明中性分数在该时期增加。考虑到哈勃WFC 3/IR巡天提供的z和Y滴，我们表明很快就有可能使用光学和近红外光谱仪显着提高对Lya分数的估计，从而将本文中进行的研究扩展到7<z<8。
2010-03-26 astro-ph.CO
Retrieving cosmological information from small-scale CMB foregrounds II. The kinetic Sunyaev Zel'dovich effect
地面望远镜的最新结果给出了小尺度上的CMB温度功率谱的高质量测量结果，激发了对前景精确模型的需求，前景在这些多极的主要信号中占据主导地位。在以前的工作中，我们已经表明，宇宙学信息可以从热SZ效应的功率谱中检索。在这项工作中，我们介绍了物理动机的宇宙学分析的CMB数据，这是在所有尺度上的一致性的再电离时代的模型。特别是，在高多极，动力学SZ（kSZ）效应的功率谱推断从一组宇宙学和再电离参数的机器学习算法。首先，在普朗克2018年数据分析中包括再电离历史的非对称参数化，我们检索了与先前结果一致的光学深度值，但源于完全不同的再电离历史，其中第一个光源早在$z=15$就点亮了。考虑到来自SPT的最新小尺度数据，并让宇宙学自由变化，我们发现，包括新的宇宙学相关的SZ光谱有助于通过打破其简并性来收紧对其振幅的约束。我们报告了在$\ell=3000$，$\mathcal{D}_{3000}^\mathrm{kSZ} = 3.4^{+0.5}_{-0.3}\,μ\mathrm{K}^2$在68%的置信水平，边缘化的宇宙学，以及上限的补丁信号从再电离$\mathcal{D}_{3000}^\mathrm{pkSZ}<1.6~μ\mathrm{K}^2$（95% C.L.）的kSZ信号的$5σ$测量。此外，我们发现，SPT数据有利于比普朗克稍早的再电离情景，导致$τ= 0.062 ^{+0.012}_…
2022-07-05 astro-ph.CO
Search for the Epoch of Reionisation with HERA: Upper Limits on the Closure Phase Delay Power Spectrum
本文利用 HERA 94 晚观测数据的闭合相位延迟谱方法，在 z=7.7 处给出 21 cm 再电离信号功率谱上限，并验证了完整阵列探测 EoR 的可行性。
2023-02-15 astro-ph.CO astro-ph.IM
Efficient Reionization in a Large Hydrodynamic Galaxy Formation Simulation
本文提出Astrid-ES再模拟，通过在Astrid星系形成模拟中引入即时excursion-set再电离算法，在不显著增加计算成本的前提下获得更准确的再电离历史，并揭示了电离区域与星系的相关性及21cm功率谱的大尺度功率增强。
2023-08-08 astro-ph.CO
Interpreting LOFAR 21-cm signal upper limits at z~9.1 in the context of high-z galaxy and reionisation observations
使用最新的上限21厘米功率谱在$z\approx9.1$从低频阵列（LOFAR），我们探索区域的参数空间与数据不一致。我们使用21 CMMC，21 cmFAST的蒙特卡罗马尔可夫链采样器，它直接在完全贝叶斯框架中对3D宇宙21-cm信号进行正向建模。我们使用的天体物理参数化从21厘米FAST，其中包括质量依赖的恒星形成率和电离逃逸分数以及软带X射线光度的限制高$z$星系的属性。此外，我们连接不利的参数空间区域与现有的观测约束的时代的再电离，如紫外线（UV）光度函数，背景紫外光电离率，星系际介质（IGM）的中性分数和电子散射光学深度。我们发现，超过21厘米的信号限制LOFAR在$z\approx9.1$的所有型号被排除在$\gtrsim2σ$由其他探头。最后，我们对来自LOFAR的IGM自旋温度进行了限制，在$0.15 \lesssim \bar{x}_{H{\scriptscriptstyle I}} \lesssim 0.6$的IGM中性分数范围内，在95%置信度下，低于$\sim2.6$ K的自旋温度不利。请注意，这些极限仅从单个红移仓中的141小时数据中获得。随着更严格的上限，预计在不久的将来从LOFAR的多个红移箱，更可行的模型将被排除。我们的方法表明，如21 CMMC结合21厘米的观测与其他高$z$探测约束星系的天体物理学的前向建模工具的潜力。
2020-06-05 astro-ph.CO
Wavelet Based Statistics for Enhanced 21cm EoR Parameter Constraints
本文提出演化压缩小波统计量，通过刻画21cm再电离信号二维空间统计量的谱演化，在无噪声和SKA噪声场景下均显著提升宇宙学参数约束精度，优于传统三维功率谱方法。
2024-04-05 astro-ph.CO
CMB anisotropies from patchy reionisation and diffuse Sunyaev-Zel'dovich effects
宇宙微波背景（CMB）中的各向异性可以在宇宙演化的后期阶段，特别是在再电离时期和之后产生。在电离部分的不均匀性，而且在重子密度，在速度场和引力势预计将产生相关的CMB扰动。我们提出了一个完整的相对论处理所有这些影响，到二阶微扰理论，我们解决使用数值玻尔兹曼代码宋。所有二阶项的物理起源和相关性进行了仔细讨论。除了碰撞和引力的贡献，我们确定的模糊和动力学的Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应的扩散模拟。我们的方法自然包括从补丁再电离和扩散SZ效应的印记之间的相关性，从而使我们能够得到可靠的估计诱导温度和极化CMB角功率谱。特别地，我们证明了在中等长度尺度（l~100）下产生的B模与张量标量比r=10^{-4}的原始引力波产生的B模具有相同的振幅。
2018-01-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The escape of ionising radiation from high-redshift dwarf galaxies
高红移星系的紫外逃逸分数在宇宙再电离模型中起着关键作用。由于目前无法从观测中推断出再电离时期的逃逸分数，我们必须依靠数值模拟。我们的目标是更好地限制高红移矮星系的逃逸分数，因为这些是最有可能导致宇宙再电离的来源。我们采用了N体/SPH方法，其中包括现实的处方的物理过程，是重要的矮星系的演化。这些模型与辐射转移后处理，以确定电离辐射的逃逸分数。我们进行了参数研究，以评估的影响的自旋参数，气体分数和形成红移的星系和研究的重要性，数值参数的分辨率，源分布和本地气体清除。我们发现，从高红移矮星系，已形成一个旋转支撑盘之间的紫外逃逸分数1 e-5和0.1。星系的质量和角动量是决定逃逸分数的最重要的参数。我们比较我们的结果与以前的工作，并讨论我们的模型的不确定性。我们发现高红移矮星系的低逃逸分数是由它们的高恒星含量平衡的，导致恒星的效率参数仅略低于再电离的半解析模型所发现的值。因此，我们得出结论，矮星系在宇宙再电离中发挥了重要作用，也在最初的星爆阶段，当气体已解决成一个磁盘。
2011-04-18 astro-ph.CO
General Modified Gravity With 21cm Intensity Mapping: Simulations and Forecast
线强度映射为再电离时代探索宇宙学和基础物理学开辟了一个新的令人兴奋的窗口，扩展到以前未经星系调查测试的红移。这些线涨落的功率谱是一个很有前途的工具，以测试在大范围的尺度和红移的引力。我们模拟宇宙学体积的21厘米波动的一般参数化的修改后的重力，为了计算相应的功率谱，其中额外的参数是初始条件的物质扰动$α$和尺度相关的修改后的重力参数$Y$（也称为$G_\mathrm{eff}$），测量偏离GR的泊松方程。我们展示了这些模型独立的重力修正的影响，无论是延迟还是加速再电离。对于21厘米的强度映射调查进行的SKA任务，我们预测的能力线强度映射约束参数$Y$和$α$在红移$z=6-11$，其中$Y$被假定为常数在此期间（但不要求在所有时间的恒定性）。在我们最保守的情况下，$Y$参数可以被约束在百分之几十的水平，而对于前景以及（轻度）非线性状态的改进建模，可以达到子百分比水平的约束。我们联合估计再电离模型参数和相应的参数相关性，以及前景去除的影响。我们注意到，断层扫描是至关重要的，以打破简并和约束不显着降低时，添加再电离模型参数，与大多数约束功率来自红移箱$z=7-10$的形状的21厘米功率谱是发展最快的。
2018-12-20 astro-ph.CO gr-qc
