The bias of dark matter tracers: assessing the accuracy of mapping techniques
我们提出了一个近似的方法之间的比较的基础上的晕偏置映射技术的模拟目录的建设。为此，我们使用作为参考的高分辨率$N$体模拟3840 $^3$暗物质粒子上的400 $h^{-1}\rm{Mpc}$立方体盒从Multidark套件。特别是，我们探讨参数与非参数的偏见映射方法，并比较他们在再现晕分布的两个和三个点的统计下降到$\sim 10^8\,{\rm M}_{\odot}\,h^{-1}$晕群众。我们的研究结果表明，参数方法仍然是不准确的，即使包括复杂的确定性和随机成分。相反，非参数模型在$k=1\,h\,{\rm Mpc}^{-1}$以外的功率谱和与重子声学振荡分析有关的典型组态的双谱中与参考$N$体计算没有区别。我们的结论是，从$N$ -身体模拟中提取完整的偏差信息的方法，在非参数的方式准备分析新一代的大尺度结构调查。
2019-10-29 astro-ph.CO
Improving three-dimensional mass mapping with weak gravitational lensing using galaxy clustering
遥远星系图像（定义为源）的弱引力透镜失真探测了宇宙中投影的大尺度物质分布。为了提高质量的3D质量映射使用3D透镜，我们结合了透镜的信息与人口的星系，跟踪物质密度与已知的星系偏差（定义为示踪剂）的空间聚类。对于我们的最小方差估计，只有所有的示踪剂的二阶偏差是已知的，这可以在原则上是自洽约束的数据通过透镜技术。由于物质-示踪剂密度关系中的随机性，这种协同作用引入了新的噪声分量。我们给出了高斯制度的随机噪声的描述，我们调查的估计特性分析。我们将该估计器应用于基于Millennium Simulation的模拟调查。估计器将单独的透镜质量和示踪剂数量密度图线性混合成组合的平滑质量图。混合图的权重取决于单个图的信噪比以及物质和星系密度之间的相关性$r$。示踪剂的重量可以用手减轻。对于中度混合，质量图中的S/N对于$r\gtrsim0.4$提高了因子$\sim2-3$;消除了仅透镜图中真实和表观质量峰距离之间的系统偏移（$z$-偏移偏差），即使对于$r\sim0.4$的弱相关性。如果示踪星系的二阶偏差可以确定，协同技术可能提供一个选项，以提高红移的准确性和完整性的透镜3D质量图。然而，估计的次度，非高斯尺度上的性能取决于所有的细节在星系偏置机制，因此，它的准确性的示踪剂人口的选择。[删节]
2013-11-01 astro-ph.CO
Constraining primordial non-Gaussianity by combining next-generation galaxy and 21 cm intensity mapping surveys
本文提出结合DESI类光学星系巡天与SKAO类21 cm强度映射巡天的多示踪剂方法，以抑制宇宙方差并约束局部型原初非高斯性，在计入前景污染后可达 $σ(f_{\mathrm{NL}})\sim4$。
2023-04-19 astro-ph.CO
Synergy of CO/[CII]/Ly$α$ Line Intensity Mapping with the SKA
我们提出的科学使交叉相关的SKA 1-低21厘米EoR调查与其他线映射程序。特别是，我们确定和调查潜在的协同作用与计划的方案，如线强度映射的红移CO旋转线，[CII]和Ly- $α$排放在再电离。我们简要地描述了如何在$z \sim 8$的恒星形成率的这些示踪剂可以联合建模，然后预测他们的自动和交叉功率谱测量与标称21厘米EoR调查。使用多个线示踪剂将是非常宝贵的，以验证和丰富我们对EoR的理解。
2015-01-19 astro-ph.CO
Analytical covariance between voxel intensity distributions and line-intensity mapping power spectra
功率谱和体素强度分布（VID）是研究线强度图的两个主要的概括统计量。我们重新推导的VID的局部overdensities和推导的VID和线强度映射功率谱之间的解析协方差的第一次。我们研究了不同实验设置的协方差的特征，并表明我们可以恢复类似的结果，以模拟为基础的协方差。有了这种形式主义，我们还计算宇宙方差贡献VID的不确定性，我们发现是次显性相对于标准方差泊松采样。我们的研究结果允许的VID和线强度映射功率谱的一般联合分析。
2022-02-04 astro-ph.CO
Optimal galaxy survey for detecting the dipole in the cross-correlation with 21 cm Intensity Mapping
我们探讨了未来的前景，通过互相关的21厘米发射强度映射（IM）和星系调查在低红移的相对论偶极子的检测。我们模拟中性氢（HI）和星系人口的晕模型的装置有关的参数，影响偶极信号，如两个示踪剂的偏差和泊松噪声。我们调查的行为的信号噪声作为星系和放大率偏差的函数，为两个固定的中性氢模型。在这两种情况下，我们发现，由于高度偏置的示踪剂产生更大的散粒噪声，信噪比不会通过增加两个示踪剂的偏置之间的差异而增长。我们还研究和提供了一个最佳亮度阈值星系目录，以提高相对论偶极子的信噪比。有趣的是，我们表明，调查提供的最大幅度不会导致最大的信噪比检测相对论效应，我们预测的最佳值的限制幅度。我们的工作表明，与标准分析相比，最佳分析可以将信噪比提高到5倍。
2018-05-23 astro-ph.CO
From photometric surveys to HI intensity mapping: Improving constraints on magnification biases while testing gravity
Departamento de Física e Astronomia, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto（波尔图大学理学院物理与天文系）；Instituto de Astrofisica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto CAUP（波尔图大学CAUP空间科学与天体物理研究所）；Department of Physics & Astronomy, University of the Western Cape（西开普大学物理与天文学系）
本文研究HI强度测绘能否提升光度巡天对放大偏置的约束，通过联合约束放大偏置参数和Weyl势幅，利用Fisher矩阵法预测未来约束，并验证多踪迹方法能显著提高对β的约束。
2026-10-20 astro-ph.CO
Prospects for clustering and lensing measurements with forthcoming intensity mapping and optical surveys
我们探讨了利用强度测绘巡天（MeerKAT，SKA）和光学星系巡天（DES，LSST）探测HI聚类和自相关和互相关的21厘米发射的弱引力透镜的潜力。我们的预测表明，在不久的将来，可以使用强度映射技术的集群和透镜信号的高精度测量。这样的研究可以用来测试强度映射方法，并约束参数，如HI密度$Ω_{\rm HI}$，HI偏差$b_{\rm HI}$和星系-HI相关系数$r_{\rm HI-g}$。
2016-04-15 astro-ph.CO
HI Intensity Mapping with MeerKAT
我们探讨了与南非MeerKAT射电望远镜，这是平方公里阵列（SKA）的前身进行HI强度测绘调查的可能性。我们建议使用MeerKAT强度映射调查和光学星系调查之间的互相关，以减轻系统的影响，并产生强大的宇宙学测量。我们的预测表明，在不久的将来可以精确测量HI信号。这些可用于在大范围的红移范围内约束HI和宇宙学参数。
2017-09-21 astro-ph.CO
Multi-tracing the primordial Universe with future surveys
本文通过结合基于HIRAX、PUMA的21cm干涉仪强度映射与Euclid、MegaMapper星系巡天开展多示踪Fisher预测，使局域原初非高斯性约束精度提升约20–30%。
2025-09-02 astro-ph.CO
Update on the BINGO 21cm intensity mapping experiment
21厘米强度映射是一种新的测量密度涨落功率谱和推导宇宙学信息的方法，特别是从重子声振荡（BAO）中。本文介绍了中性气体综合观测（BINGO）的最新进展，BINGO是一个单碟强度制图项目。首先，我们解释了强度映射概念背后的基本思想，然后更新BINGO的仪器设计。我们还概述了我们计划进行的调查和预计的科学产出，包括宇宙学参数的估计。
2016-10-21 astro-ph.CO
A multi-tracer empirically-driven approach to line-intensity mapping lightcones
研究提出SkyLine计算框架，结合MultiDark Planck 2模拟和UniverseMachine模型生成包含观测特征与污染的真实线强度映射（LIM）光锥，并量化了多种发射线及河外示踪剂的功率谱与互相关，为未来LIM巡天信息提取与污染控制提供关键模拟工具。
2023-09-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Intensity Mapping with the 21-cm and Lyman Alpha Lines
21厘米和莱曼阿尔法线是氢光谱两端的主要发射线。每条线可用于创建大尺度结构的三维强度图。在低红移时，由于莱曼α辐射，天空亮度估计为0.4焦耳/球面度，比黄道光前景更亮。
2012-06-01 astro-ph.CO
Tomography of the Cosmic Dawn and Reionization Eras with Multiple Tracers
宇宙黎明和再电离时代仍然是天体物理学和宇宙学的一个基本但具有挑战性的前沿。我们提倡一种大规模的多示踪剂方法，以全面了解导致第一批恒星和星系形成和演化的物理学。我们强调线强度映射技术来跟踪大尺度上的多相再电离拓扑结构，并详细测量再电离历史。除了21厘米，我们主张在Wouthuysen-Field耦合时期进行Lya层析成像映射，作为宇宙黎明时代的额外探测。
2019-03-28 astro-ph.CO
Joint Line Intensity Recovery from Multi-Tracer Cross-Correlations
Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University（斯坦福大学卡弗里粒子天体物理与宇宙学研究所）；Boston University（波士顿大学）
本研究提出联合似然框架，整合多LIM示踪剂与外部星系巡天的互相关，以分离重叠谱线与连续谱前景，在模拟数据中验证其可提升谱线约束精度，为LIM实验设计提供参考。
2026-10-15 astro-ph.CO astro-ph.IM
Calibrating photometric redshifts with intensity mapping observations
星系的成像巡天将具有高的数密度和角分辨率，但红移精度较差。中性氢（HI）的强度图将具有精确的红移分辨率，但无法分辨单个源。利用这种互补性，我们展示了如何聚类红移的方法，提出了光谱调查也可以结合强度映射观测校准星系的红移分布在成像调查，因此，减少光度红移测量的不确定性。我们展示了如何与MeerKAT，HIRAX和SKA仪器进行强度映射调查可以改善光度红移的不确定性，远低于DES和LSST的要求。详细讨论了该方法作为仪器参数、前景减法和其他潜在系统误差的函数的有效性。
2017-04-06 astro-ph.CO
Fast simulations for intensity mapping experiments
我们提出了一个代码来生成模拟观察21厘米强度映射实验。代码的重点是减少运行全面模拟的计算成本，以计算时间换取准确性。该代码可用于生成宇宙学信号和前景的独立实现，这是必要的，例如，为了获得对未来强度映射实验的现实预测。该代码能够再现正确的角度和径向聚类模式的宇宙信号，包括红移空间扭曲，光锥演化和偏见。此外，它可以模拟各种前景，包括潜在的问题偏振同步辐射。
2014-09-16 astro-ph.CO
Forecasts on Primordial non-Gaussianity from 21 cm Intensity Mapping experiments
我们预测能力的专用21厘米强度映射实验约束原始非高斯使用功率谱和双谱。我们使用广义晕模型方法对包括非线性偏置扩展的信号进行建模。我们认为前景滤波尺度和前景楔形的重要性。我们发现，目前这一代的强度映射实验，如CHIME没有足够的灵敏度与现有的限制竞争。另一方面，即将到来的实验，如HIRAX可以改善当前的约束和拟议的CRAMA实验可以大大改善他们，达到以下的$σ(f_{\rm NL})<5$等边和正交配置和$σ( f_{\rm NL}) < 1$的局部形状的灵敏度，如果良好的前景控制实现。
2020-11-26 astro-ph.CO
Cosmology with 21cm intensity mapping
宇宙中最丰富的成分，暗能量和暗物质，其本质仍有待揭示。我解决这个问题，考虑一个新的宇宙学探测：中性氢发射21厘米辐射，与强度映射技术观察。我分析了竞争和现实的暗能量和暗物质模型，并展示了它们如何对21厘米信号产生独特的和可检测的影响。此外，我还提供了射电望远镜的预测，展示了这些模型将如何以前所未有的方式进行区分。
2017-12-11 astro-ph.CO
Multi-tracer intensity mapping: Cross-correlations, Line noise & Decorrelation
线强度测绘（LIM）是一种新兴的多频、低角分辨率的宇宙学和星系形成研究方法。许多LIM应用程序至关重要地依赖于两条线的强度图，或强度图与星系调查或星系/CMB透镜的互相关。我们提出了一个一致的晕模型来预测所有这些互相关，并使联合分析，在三维红移空间和二维投影地图。我们扩展的条件光度函数形式主义的多线的情况下，始终占多个星系线光度之间的相关散射。这使我们能够对两个线强度图之间的尺度相关去相关进行建模，这是前景拒绝和从交叉光谱估计自光谱的方法的关键输入。这也使得LIM互相关能够揭示LIM自谱所不能揭示的星际介质的天体物理性质。我们揭示了LIM中光度散射或“线噪声”的不同来源，并阐明了它们对1-晕和星系散粒噪声项的影响。特别是，我们表明，晕的有效数密度在某些情况下可以超过星系，违反直觉。使用观测和模拟输入，我们实现了H $α$，[Oiii]，莱曼- $α$，CO和[Cii]线的晕模型。我们鼓励观测者和模拟者尽可能地测量成对线的星系光度相关系数。我们的代码可在https://github.com/EmmanuelSchaan/HaloGen/tree/LIM上公开获取。在一个配套文件中，我们使用这个晕模型的形式主义和代码，以突出宇宙学和天体物理学之间的LIM的简并，并比较LIM观测星系检测的一些调查。
2021-06-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Investigating cross-correlations between cosmic microwave background lensing and 21 cm intensity mapping
本研究利用模拟，以CMB透镜作为大尺度结构示踪物，研究再电离后时期CMB透镜与HI 21厘米强度映射的交叉关联，评估成分分离方法的影响并估算信噪比。
2025-03-26 astro-ph.CO
Spectral Line De-confusion in an Intensity Mapping Survey
谱线强度映射是一种有效探测宇宙再电离和大尺度结构的工具。在不检测单个源的情况下，线强度映射利用所有可用的光子并测量源混淆极限中的积分光，以有效地映射由给定发射线跟踪的大尺度上的三维物质分布。一个特殊的挑战是从天体物理连续体前景和线闯入者中分离所需信号。在这里，我们提出了一种提取由来自不同红移的发射线追踪的大尺度结构信息的技术，嵌入到三维强度映射数据立方体中。线红移的区别是各向异性形状的功率谱投影到一个共同的坐标系。我们考虑的情况下，高红移[CII]线与多个低红移CO旋转线混淆。我们提出了一个半解析模型[CII]和CO线估计的基础上宇宙红外背景测量，并表明，与适度的仪器噪声水平和调查几何，大规模的[CII]和CO功率谱振幅可以成功地提取从混淆有限的数据集，没有外部信息。我们讨论的影响和限制，这种技术可能的线强度映射实验。
2016-09-27 astro-ph.CO
Projected Constraints on Modified Gravity Cosmologies from 21 cm Intensity Mapping
我们提出了预测约束修改后的重力模型从观测技术称为21厘米强度映射，宇宙结构检测没有解决个别星系。由此产生的地图对BAO和弱透镜都很敏感，这是两个最强大的宇宙学探测器。我们发现，一个200米× 200米的圆柱望远镜，灵敏度达到z=2.5，将能够区分DGP和大多数暗能量模型，并将Hu & Sawicki f（R）模型限制为|f_{R0}| < 9*10^（-6），置信度为95%。后者的限制，使广泛使用的透镜光谱在非线性制度。这些结果表明，21厘米强度映射不仅是敏感的标准模型的膨胀历史的修改，但也结构的增长。这使得强度映射成为一种强大而经济的技术，可以在比探测同一时代的光学实验更短的时间尺度上实现。
2010-02-12 astro-ph.CO
Looking for Population III stars with He II line intensity mapping
限制第三星族（Pop III）恒星的性质将是非常具有挑战性的，因为它们居住在高红移的小星系中，这将难以直接检测到。在本文中，我们认为，强度映射可能是一个很有前途的方法来研究Pop III星。强度测绘是一种在三维空间中测量星系线辐射的大尺度波动而不需要分辨单个源的技术。这项技术非常适合观测许多暗淡的星系，因为它可以测量它们的累积发射，即使它们不能被直接探测到。我们专注于强度映射的He II复合线。这些谱线在Pop III星中比Pop II星强得多，因为Pop III星的更硬的光谱预计会产生许多He II电离光子。测量He II 1640的强度映射信号，以及来自其他谱线如Ly $α$、H $α$和金属谱线的信号，可以给出Pop III恒星的初始质量函数（IMF）和恒星形成率密度（SFRD）作为红移的函数的约束。为了证明这些观测结果的可行性，我们估计了来自$z=10-20$的Pop III He II 1640射电强度映射信号的强度。我们表明，在$z\approx10$，信号可以准确地测量由两个不同的假设未来的仪器，互相关的He II 1640与CO（1-0）线发射的星系和其他21厘米发射的星系际介质（IGM）。
2015-06-30 astro-ph.CO
Foreground Subtraction in Intensity Mapping with the SKA
21厘米强度测绘实验的目的是观测大尺度上的弥散中性氢（HI）分布，以追踪宇宙结构。平方公里阵列（SKA）将有能力在大部分天空中测量21厘米的信号。然而，与同步加速器和自由自由电子发射产生的银河前景相比，在各自频率下的红移21厘米信号是微弱的。在这篇文章中，我们回顾了选定的前景减法，建议有效地分离21厘米的信号与前景强度映射模拟或数据。我们模拟了SKA第一阶段可行的强度映射实验，包括河外和银河系前景。我们给出了一个例子的前景减法与独立分量分析的残差，并表明角功率谱恢复在大多数尺度上的统计误差。此外，重子声学振荡的规模被证明是不受前景减法。
2015-01-15 astro-ph.CO
Measuring the growth of structure with intensity mapping surveys
谱线强度映射为高红移宇宙中宇宙学参数的约束提供了一条新的途径。然而，结构的增长，重力的敏感探针的测量，受到一个众所周知的退化与天体物理参数，编码在特定线的平均亮度温度。在这项工作中，我们将展示如何打破这种简并性，到一个水平，可以允许在百分比水平的宇宙学波动的幅度的约束，使用信息的结构形成的温和的非线性制度所描述的拉格朗日摄动理论。我们把重点放在21厘米线与HIRAX和拟议的第二阶段实验的预测作为例证。
2019-07-03 astro-ph.CO
Simulated Effects of 1/f Noise on an SKA Intensity Mapping Survey
最近有人提出，SKA 1-MID可以用来进行HI强度测绘调查，可以与即将进行的第四阶段暗能量调查相媲美。然而，测量微弱的HI信号预计将是非常具有挑战性的，由于污染，如残留的银河发射，射频干扰，和仪器1/f噪声。模拟这些污染物对宇宙学HI信号的影响需要端到端的数值模拟。在这里，我们介绍了接收器内的1/f噪声如何在大角度尺度（l < 50）上将SKA类调查的有效不确定性加倍到HI。
2016-06-30 astro-ph.CO
HI Intensity Mapping for Clustering-Based Redshift Estimation
精确的宇宙学需要精确的星系红移，但下一代光学巡天将观测到前所未有数量的已分辨星系，这给所需的光谱后续工作带来了压力。我们展示了如何从未分辨HI（21 cm）谱线发射强度图的空间互相关中获得光学星系样品红移分布的有用信息。我们构建了一个红移分布估计，我们使用模拟测试。我们利用的S3-SAX目录，其中包括HI发射信息为每个星系，我们用来构建HI强度图。我们还利用模拟的LSST和欧几里得测光，使我们能够适用于现实的模拟光度红移的HI聚类校准。同时考虑到重要的限制HI强度映射，如丢失的k-模式从前景清洁和差的角分辨率，由于大的接收器光束，我们表明，良好的约束红移分布可以提供一个光学光度样品。
2018-10-26 astro-ph.CO
HI and cosmological constraints from intensity mapping, optical, and CMB surveys
我们预测中性氢（HI）和宇宙学参数的约束，使用近期的强度映射调查与仪器，如BINGO，MeerKAT，SKA，和第三阶段和第四阶段光学星系调查。如果前景和系统效应可以得到控制--这个问题在互相关中变得容易得多--这些巡天将提供HI密度和偏置的精确测量，以及结构生长、角直径距离和哈勃速率的测量，在很宽的红移范围内。我们还研究了使用普朗克卫星和即将到来的强度测绘调查检测晚时间ISW效应的可能性，发现SKA第一阶段的大型巡天可以实现接近最佳的检测。
2017-06-20 astro-ph.CO
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
Testing gravity at large scales with HI intensity mapping
本文研究了利用中性氢强度图通过$E_{\rm G}$统计检验爱因斯坦广义相对论和标准宇宙学模型的可能性。我们概括的傅立叶空间估计$E_{\rm G}$，包括HI作为一个有偏见的示踪剂的物质和预测统计误差使用HI聚类和透镜调查，可以在不久的将来，结合正在进行的和即将到来的光学星系和宇宙微波背景（CMB）调查。我们发现，分数误差$< 1\%$在$E_{\rm G}$测量可以实现在一些情况下，并比较各种调查组合的能力，以区分GR和特定的修改重力模型。用强度测绘和平方公里阵列测量$E_{\rm G}$可以提供宇宙学尺度上的引力的精密测试。
2016-06-10 astro-ph.CO
Constraining the Expansion History and Early Dark Energy with Line Intensity Mapping
考虑线强度映射（IM）实验测量3 < z < 6范围内的重子声学振荡（BAO）的可能性。这将把膨胀历史限制在目前尚未探索的红移范围内。我们计算的地图深度，未来的IM实验针对CO（1-0）旋转过渡线和[CII]离子化碳精细结构线将需要实现，以测量BAO。我们发现，不久的将来IM实验可以限制BAO规模为5%或更好的CO/[CII]模型振幅。这种测量的精确度可能会对早期暗能量的模型产生竞争性限制。
2018-08-30 astro-ph.CO
BINGO: a single dish approach to 21cm intensity mapping
BINGO是一个使用单碟望远镜进行21厘米强度测绘的概念。我们简要地讨论了强度映射的想法，并继续定义我们的单碟概念。这涉及到一个\sim 40米的碟形天线，该碟形天线具有一个由\sim 50个馈电喇叭组成的阵列，该阵列放置在碟形天线上方\sim 90米处，使用基于室温LNA的伪相关检测系统和作为参考的一个天极。我们讨论了如何在960和1260 MHz之间工作的这样一个阵列可以用来测量声学标度为2.4%的红移范围内0.13<z<0.48在大约1年的源上的积分时间通过执行10度\times 200度漂移扫描调查与分辨率为\sim 2/3度。
2012-09-05 astro-ph.CO
Intensity Mapping across Cosmic Times with the Lyman-Alpha Line
我们提出了一个定量模型的莱曼α（Ly-alpha）发射整个宇宙的历史，并确定在Ly-alpha信号的空间波动的强度映射的前景。由于i）我们的模型假设在z>6时维持再电离所需的最小恒星形成量，ii）在z<6时基于从少数观测到的明亮Ly-alpha发射体外推的光度函数，这应该被认为是一个下限。绘制谱线发射图可以探测再电离、恒星形成和作为红移函数的大尺度结构。虽然Ly-alpha发射在再电离过程中进行了研究，我们也预测后再电离信号测试预测的强度和激励未来的强度映射探针的再电离。在我们的模型中，我们包括了来自大质量暗物质晕和星系际介质（IGM）的辐射。我们发现协议与电流，测量亮度函数的Ly-alpha发射器在z<8。然而，与Ly-alpha发射体无关的漫射IGM发射在高达z~10的强度中占主导地位。虽然我们的模型适用于深光学或近红外观测，如SuMIre调查或詹姆斯韦伯太空望远镜，只有强度映射将检测到漫IGM发射。我们还构建了Lyα发射的3D功率谱模型，并表征了可能的前景污染。最后，我们研究了强度映射测量Ly-alpha波动的前景，同时确定去除干扰污染。我们的研究结果表明，虽然再电离信号具有挑战性，但当与其他谱线结合使用时，Ly-alpha波动可能是LSS的一个有趣的新探针，例如，H-alpha，用于监测低红移前景混淆。
2013-09-09 astro-ph.CO
The THESAN project: predictions for multi-tracer line intensity mapping in the epoch of reionization
线强度映射（LIM）是研究高红移宇宙中星系形成和宇宙学的一种强有力的技术。我们提出LIM估计的选择谱线起源于星际介质（ISM）的星系和21厘米的排放中性氢气在宇宙中使用大体积，高分辨率THESAN再电离模拟。利用HII区亚分辨率光电离模拟和MonteCarlo辐射转移计算相结合的方法，估算了高红移星系（$z\gtrsim5.5$）的尘埃衰减光谱能量分布（SED）。我们发现，衍生的光度特性，如紫外（UV）光度函数和紫外线连续斜率匹配观测推断值，证明了SED建模的准确性。我们提供适合的亮度-恒星形成率关系（L-SFR）的最亮的发射线，并发现，重要的差异之间存在的派生的标度关系和广泛使用的低$z$的，因为星际介质的再电离时代的星系一般是金属富集比在其低红移的同行。我们使用这些关系来构建线强度地图的星云发射线和交叉相关的21厘米发射。有趣的是，相关开关符号（$k_\mathrm{transition}$）的波数在很大程度上取决于再电离模型，并在较小程度上对目标发射线，这是一致的图片，$k_\mathrm{transition}$探测电离区域的典型尺寸。导出的尺度关系和强度图代表了一个及时的最先进的框架，用于预测和解释当前和即将到来的LIM实验的结果。
2022-06-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Masking line foregrounds in intensity mapping surveys
我们解决的问题，线混淆的强度映射调查和探索的可能性，以减轻线前景污染逐步掩盖在观察到的地图中最亮的像素。我们考虑针对CO（1-0）在$z=3$、Ly $α$在$z=7$和CII在$z=7$的实验，并使用模拟强度图，其包括信号的聚类和散粒噪声分量以及可能的前景，以测试我们的方法的效率。我们发现，对于CO和Ly $α$，通过仅1%-3%的像素掩蔽从地图中去除大部分前景贡献是完全可能的。然而，由于仪器的限制和所涉及的高强度前景污染，CII地图将更难以清理。虽然掩蔽过程牺牲了我们的地图中存在的大部分天体物理信息，但我们证明了可以成功地检索目标线中有用的宇宙学信息。
2015-09-23 astro-ph.CO
Why multi-tracer surveys beat cosmic variance
绘制大尺度结构多个示踪剂物种的银河系调查可以改善对某些宇宙学参数的约束，远远超出对宇宙方差的简单化解释所施加的限制。这种增强来自于比较大尺度结构的不同示踪剂之间的相对聚类。我们提出了一个简单的，但完全通用的表达调查与任何（离散）数量的示踪剂的Fisher信息矩阵，并表明，增强的约束对偏差敏感的参数是一个简单的后果，这个多示踪剂Fisher矩阵。事实上，示踪剂之间的相对聚类幅度是这个多示踪剂Fisher矩阵的特征向量。对角化的多示踪剂Fisher矩阵清楚地表明，虽然有效体积由调查的物理体积限定，但物种之间的关系信息是无界的。作为一个应用程序，我们研究了预期的增强现实的调查，旨在映射几种不同类型的示踪剂的大尺度结构的约束。通过组合多个示踪剂获得的增益在低红移时最高，并且在我们分析的一个特定场景中，对于确定红移失真参数的精度，增强可以大到~3倍，并且对于局部非高斯参数，增强可以大到~5倍。从功率谱中的重子特征确定径向和角距离也可以从多示踪剂方法中受益。
2013-02-28 astro-ph.CO
Probing the Pre-Reionization Epoch with Molecular Hydrogen Intensity Mapping
氢分子现在被认为是导致第一批恒星和星系形成的原始气体云的主要冷却剂。与分子氢有关的谱线辐射应该是宇宙再电离开始时物质分布的一个很好的示踪剂。在这里，我们提出了在静止帧中红外波长的H2线发射的强度映射映射出的红移z > 10的气体的空间分布。我们计算了几条H2谱线的平均强度和聚类功率谱。我们发现0- 0 S（3）转动谱线在静止波长为9.66微米处是红移范围10 - 30的最亮谱线，在z~15处的强度约为5 - 10 Jy/sr。为了减少天体物理和仪器系统，我们提出了交叉相关的多条线的H2旋转和振动线发射光谱。我们的估计强度可以作为指导规划工具，为未来的中红外光谱任务，如SPICA。
2012-12-12 astro-ph.CO
Breaking the intensity-bias degeneracy in line intensity mapping
线强度测绘作为理解高红移星系演化和宇宙学的工具，正迅速获得重视。然而，这些调查的标准功率谱分析遭受的整体平均线强度和发射星系的偏差之间的紧密简并。我们概述了一个新的形式主义的体素强度分布（VID），一个点的统计，这是已知的包含超出功率谱的信息。我们使用这个新的计算，以显示第一次，VID可以用来打破这个关键的退化强度映射数据。
2022-09-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Weak lensing with 21cm intensity mapping at $z \sim 2-3$
我们研究如何21厘米强度映射可以用来测量引力透镜在很宽的红移范围。这可以将弱透镜测量扩展到比传统星系调查更高的红移。我们构造了一个收敛估计器，考虑到星系的离散性，并计算了预期的噪声水平作为红移和望远镜参数的函数。在$z \sim 2-3$中，我们发现，如果望远镜阵列的收集面积$\sim 0.2 \, {\rm km}^2$分布在直径为$\sim 2 \, {\rm km}$的区域上，那么对于10到1，000之间的多极子来说，它就足以高精度地测量会聚功率谱。我们表明，这些测量可以用来约束相互作用的暗能量模型。
2013-11-18 astro-ph.CO
Cross-correlation cosmography with HI intensity mapping
前景密度场与两个不同背景会聚场的互相关可以用来测量宇宙距离比和约束暗能量参数。我们调查的可能性进行这样的测量使用的组合光学星系调查和HI强度测绘调查，重点是计划的平方公里阵列（SKA）的性能。利用HI强度映射探测前景密度示踪场和/或背景源场具有良好的红移分辨率和较长的杠杆臂的优点，通过使用来自高红移背景源的透镜信号实现。我们的研究结果表明，对于我们最好的SKA光学配置的调查，一个恒定的状态方程的暗能量可以被约束到$\simeq 8\%$的天空覆盖$f_{\rm sky}=0.5$和假设$σ(Ω_{\rm DE})=0.03$前的暗能量密度参数。我们还表明，使用CMB作为第二个源平面是没有竞争力的，即使考虑一个COrE类卫星。
2015-10-26 astro-ph.CO
Cosmological constraints from line intensity mapping with interlopers
理解宇宙的形成和演化是宇宙学研究的关键，而线强度映射为这类研究提供了强有力的工具。我们提出利用红移空间线强度功率谱的多极矩来约束宇宙学和天体物理学参数，如暗能量状态方程、大质量中微子、原初非高斯性和恒星形成率密度.作为一个例子，我们生成的模拟数据的多极功率谱的H-α 6563 AA，[OIII] 5007 AA和[OII] 3727 AA的SPHEREx实验测量z=1考虑污染的插入线，并使用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法来约束模型中的参数。我们发现参数与其基准值的拟合结果很好，这意味着多极功率谱可以有效地区分信号线和干扰线，并打破参数之间的退化，如线平均强度和偏压。在约束条件下，利用CSST（中国空间站望远镜）分光星系巡天观测，对互功率谱进行了探索。由于通过包含至少在z=3的更高红移处的发射谱线的测量可以获得更精确的拟合结果，并且可以涉及发射谱线之间的交叉相关，因此线强度映射有望在未来的宇宙学和天体物理研究中提供优异的结果。
2020-04-07 astro-ph.CO
The Cross-correlation of KSZ Effect and 21 cm Intensity Mapping with Tidal Reconstruction
讨论了利用21.cm强度图（IM）关联宇宙微波背景（CMB）温度涨落和密度涨落来研究具有运动学Sunyaev-Zel'dovich（kSZ）效应的扩散重子分布的可能性.互相关算法面临的最大挑战是由于前景和干涉仪的零间距问题导致的IM中大尺度信息的丢失。我们应用潮汐重建算法来恢复丢失的大规模模式，这增加了三个以上的因素的相关性。在预测的前景水平下，我们期望使用CHIME和普朗克对$0.8\lesssim z\lesssim2.5$的kSZ信号进行$\sim20\,σ$检测，并且使用HIRAX和普朗克对$\sim40\, σ$进行检测。随着空间分辨率更高的下一代设施的出现，其重要性将大大增加。
2018-11-12 astro-ph.CO
Cross-Correlation Forecast of CSST Spectroscopic Galaxy and MeerKAT Neutral Hydrogen Intensity Mapping Surveys
本研究模拟了MeerKAT中性氢强度映射与CSST光谱星系巡天的互相关，通过PCA算法去前景并补偿信号损失，发现参数乘积约束精度可达约1%，全巡天后提升至<0.3%，为探测宇宙HI性质及演化提供有力工具。
2023-06-20 astro-ph.CO
Carbon Monoxide Intensity Mapping at Moderate Redshifts
我们提出了一个针对115 GHz的CO（1-0）旋转跃迁在$z\sim3$的强度映射调查的可行性研究。我们考虑四种可能的模型，并估计空间和角功率谱的CO波动预测的每一个。大多数建议的CO强度映射光谱仪的频率带宽太小，使用Limber近似计算角功率谱，所以我们提出了一种替代方法来计算角功率谱。我们考虑的模型跨越信号幅度的两个数量级，因此在该信号的理论预测中存在大量的不确定性。然后，我们考虑一组参数化的假设摄谱仪设计来测量这个功率谱，并预测这些模型下预期的信噪比。与摄谱仪，我们认为，我们发现，三个四个模型给出的SNR大于10在一年的观察。我们还研究了不同的参数的调查，以证明仔细考虑调查参数时，规划这样的实验的重要性对信噪比的影响。
2014-08-19 astro-ph.CO
Velocity profiles of matter and biased tracers around voids
空洞周围星系的速度分布是利用空洞-星系关联函数测量红移空间畸变的关键因素。在本文中，我们使用模拟来测试是否用于找到空洞的示踪剂的速度分布匹配的速度分布的暗物质周围的这些空隙。在空洞的内部，示踪剂非常稀疏，预计会发现不匹配。我们讨论了这种差异是如何造成的选择效应，其中的空白中心的位置相关的特定实现的稀疏示踪剂和它们的空间分布。反过来，这又影响了RSD空星系相关分析。我们证明了这一点，通过评估的雅可比实数红移空间映射使用示踪剂或物质的速度配置文件。速度剖面中20%数量级的差异转化为雅可比矩阵中百分之几数量级的差异。这个小的差异传播到空隙示踪剂关联函数的四极和四极，产生与当前分析的统计不确定性水平上的$fσ_8$变化相当的幅度的修改。
2022-10-07 astro-ph.CO
Intensity Mapping with Carbon Monoxide Emission Lines and the Redshifted 21 cm Line
我们量化的前景使用CO分子的旋转跃迁的发射线进行“强度映射”观察在高红移的再电离时代（EoR）。CO强度测绘的目的是观察来自许多未解析星系的CO组合发射，测量这种发射的空间波动，并将其用作我们宇宙历史早期大尺度结构的示踪剂。这种测量将有助于确定分子云的性质-恒星形成的地点-在星系中，宇宙。我们进一步考虑了相互关联的CO强度图与未来观测的红移21厘米线的可能性。交叉谱比自功率谱对前景污染不太敏感，因此可以帮助确认每个信号的高红移来源。此外，交叉光谱测量将有助于提取关于EoR的关键信息，特别是关于电离区域的尺寸分布。我们讨论了在预测高红移的CO信号的不确定性，并讨论了改善这些预测的策略。在有利的假设和可行的规范CO调查映射的CO（2-1）和CO（1-0）线，CO排放波动的功率谱和它的交叉频谱与未来21厘米测量从MWA是可检测的高意义。
2011-04-25 astro-ph.CO
Prospects for cosmic magnification measurements using HI intensity mapping
研究了利用中性氢强度图与背景光学星系的互相关测量宇宙放大效应的前景。我们预测的信噪比的HI IM数据从SKA 1-MID和HIRAX，结合LSST星系光度样本。我们发现，由于其不同的分辨率，SKA 1-MID和HIRAX在这种分析中具有高度的互补性。我们预测SKA 1-MID可以在$\ell \lesssim 200$的多极范围上实现具有$\sim 15$的信噪比的检测，而HIRAX可以在$200 < \ell < 2000$上达到$\sim 50$的信噪比。我们的结论是，宇宙放大率信号的测量将是可能的广泛的红移范围与前景HI强度地图$z \lesssim 2$，而最佳的结果时，$0.6 \lesssim z \lesssim 1.3$。最后，我们进行了信号噪声分析，显示这些测量可以约束HI参数在很宽的红移范围。
2020-06-03 astro-ph.CO
Beyond $Λ$CDM with HI intensity mapping: robustness of cosmological constraints in the presence of astrophysics
对中性氢（HI）21厘米发射的未分辨强度进行测绘，现在被认为是未来几十年宇宙学研究中最有前途的工具之一。在这里，我们调查，为第一次，扩展的标准宇宙学模型，如修改后的重力和原始的非高斯性，考虑到自洽地考虑到目前的约束天体物理学的HI集群在治疗的亮度温度波动。要了解的边界内，从而获得的结果可以被认为是可靠的，我们研究的稳健性进行宇宙学参数估计通过研究21厘米的强度映射，对我们的知识的天体物理过程导致HI聚类。天体物理效应的模拟通过将束缚物体中的整体HI质量与承载它的底层暗物质晕的质量联系起来的关系来影响宇宙学观测值。我们量化了标准宇宙学参数估计值和描述修正引力和原始非高斯性的参数估计值的偏差，如果人们误解HI质量与晕质量之间关系的斜率，或较低的维里速度截止值，使暗物质晕能够承载HI。值得注意的是，我们发现天体物理学的不确定性不会影响对原始非高斯性的搜索-HI强度映射最强的科学案例之一-尽管信号与HI偏差有很深的联系。
2021-02-04 astro-ph.CO
Squared-field cross-correlation between kinetic Sunyaev-Zel'dovich effect and 21-cm intensity mapping
本文首次分析了kSZ效应与21厘米强度测绘之间的平方场交叉相关性，预测了SKA-MID和ACT/SO实验的探测前景，为再电离时期研究提供验证。
2026-01-06 astro-ph.CO
An HI intensity mapping survey with a Phased Array Feed
我们报告的结果中性氢（HI）强度映射调查进行了相控阵饲料（PAF）的帕克斯望远镜。这次巡天的目的是在WiggleZ暗能量巡天所涵盖的四个领域中，在红移范围0.3 < z < 1（体积约为1.5 Gpc^3）内覆盖约380 deg^2。这里给出的结果针对0.73 < z < 0.78的窄红移范围，其中射频干扰（RFI）的影响问题较少。数据减少和仿真流水线进行了描述，重点是标记RFI和校正信号丢失的数据减少过程中，特别是由于前景减法方法。在HI强度图和WiggleZ红移数据之间检测到互相关信号，其平均幅度<ΔT_bδ_{opt}> = 1.32 \pm 0.42 mK（仅统计误差）。一个未来的帕克斯低温PAF预计将检测到更高的精度比以前可能的互相关信号，并允许测量宇宙HI密度的红移高达1。
2020-08-14 astro-ph.CO
Removing Interlopers From Intensity Mapping Probes Of Primordial Non-Gaussianity
线强度映射（LIM）有可能产生高度精确的测量原始非高斯性（PNG）的尺度依赖性偏差，因为它能够映射比星系巡天更大的体积。由$f_{NL}$参数化的PNG导致对偏置的尺度依赖性校正，并且因此导致对线强度功率谱的校正。然而，LIM经历了来自前景发射的污染，包括来自其他红移的插入发射线，这些红移改变了这些尺度下地图的功率谱，可能使$f_{NL}$的测量产生偏差。在这里，我们模拟了即将到来的原始非高斯（PNG）从通货膨胀的线强度映射探测线闯入者的影响。作为一个例子，我们考虑的$[\rm CII]$线在目标红移$z_t = 3.6$探测PNG，与重要的系统性问题是前景污染来自CO线驻留在不同的红移从目标红移。我们发现，闯入者线可能会导致一个显着的偏见和增加的错误，我们的PNG约束，导致一个假阳性的非标准通货膨胀模型。我们的模型如何以及互相关技术可以减少这种干扰污染。我们发现$f_{NL}$的不确定性减少了2和6的因素，分别为本地和正交形状PNG，和5的因素，如果我们考虑7个闯入者行，几乎消除了闯入者的影响。这项工作表明，联合使用线强度图的交叉功率谱和自功率谱可能会在测量非高斯性时消除干扰者的影响。
2021-10-09 astro-ph.CO
Delensing Degree-Scale $B$-Mode Polarization with High-Redshift Line Intensity Mapping
限制张量-标量比$r$的宇宙微波背景（CMB）实验现在正接近去透镜的灵敏度-去除由大尺度结构的引力透镜引起的$B$模式-是必要的。我们认为，在脱透镜，从断层扫描线强度映射（IM）实验针对$2 < z < 10$可以提供的地图的大尺度结构的改进。与宇宙红外背景的标称基线和CMB-S4灵敏度的内部脱透镜相比，我们发现增加高红移IM数据可以将脱透镜性能提高约11%。在IM数据中实现必要的灵敏度是可行的，现在正在计划的下一代实验。然而，这些结果取决于沿视线测量低$k$模式的能力。如果没有这些模式，IM数据集无法与透镜化内核相关联，并且无助于去透镜化。
2019-08-21 astro-ph.CO
Radio Recombination Line Contamination in Post-Reionization 21 cm Intensity Mapping
University of Washington（华盛顿大学）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）
该研究探究再电离后21厘米强度测绘中的射电复合线污染，建立形式体系估算污染并预测红移下的功率谱污染，发现碳RRL贡献次要，污染振荡不会显著影响BAO的百分精度宇宙学测量。
2026-07-30 astro-ph.CO
