Sensitivity for 21cm Bispectrum from Epoch of Reionization
21厘米线亮温带来了关于再电离时代（EoR）和高$z$宇宙（宇宙黎明和黑暗时代）的丰富信息。虽然功率谱是统计地研究EoR信号的有用工具，但是高阶统计（诸如双谱）也是有价值的，因为预期EoR信号是高度非高斯的。本文通过推广功率谱\cite{2006ApJ...653..815M}的形式，发展了一种计算望远镜阵列热噪声双谱的形式。我们应用我们的形式主义正在进行和未来的望远镜，如扩大默奇森宽场阵列（MWA），低频阵列（LOFAR）和平方公里阵列（SKA）。我们发现，扩展MWA没有足够的灵敏度来检测双谱信号。另一方面，LOFAR具有更好的灵敏度，并将能够检测到的双谱的峰值作为红移的函数在大尺度上与共动波数$k \lesssim 0.03 {\rm Mpc}^{-1}$。SKA具有足够的灵敏度来探测更小尺度的双谱$k \lesssim 0.3 {\rm Mpc}^{-1}$和红移$z \lesssim 20$
2015-05-16 astro-ph.CO
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
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
Constraining Neutrino Mass with the Tomographic Weak Lensing Bispectrum
利用宇宙学大质量中微子模拟研究了大质量中微子对弱透镜剪切双谱的影响。我们发现大质量中微子的主要作用是抑制双谱的振幅，而对双谱形状的影响有限。双谱幅度的抑制是小尺度功率谱的抑制的两倍。对于LSST弱透镜巡天，观察了半个天空的5个层析红移箱，我们探讨了双谱对三个宇宙学参数的约束能力：中微子质量$\sum m_ν$，物质密度$Ω_m$和原始波动的振幅$A_s$的总和。双谱测量单独提供类似的约束的功率谱测量和组合的两个探头导致显着的改进，比单独使用后者。我们发现，联合约束收紧功率谱$95\%$约束$\sim 32\%$为$\sum m_ν$，$13\%$为$Ω_m$和$57\%$为$A_s$。
2018-10-04 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
Constraining the EoR model parameters with the 21cm bispectrum
我们执行Fisher分析以估计再电离时期（EoR）模型参数的预期约束（即，最小维里温度、电离效率和电离光子的平均自由程），同时考虑到望远镜、MWA和LOFAR的热噪声。我们考虑如何列入21厘米的双谱改进的约束相比，单独使用的功率谱。假设我们完美地去除了前景，我们发现，由21cmFAST代码计算的双谱可以比功率谱更紧密地约束EoR模型参数，因为双谱比功率谱对EoR模型参数更敏感。我们还发现，EoR模型参数之间的简并可以通过将双谱与功率谱相结合来打破。
2017-02-28 astro-ph.CO
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
Constraining modified theory of gravity with galaxy bispectrum
我们探讨了利用非线性引力演化引起的星系双谱作为检验一般标量张量理论与二阶运动方程的可能探针。我们发现，时间依赖性的领先的二阶内核的近似特征在于一个参数，二阶指数，这是预期跟踪宇宙的高阶增长历史。我们表明，我们的新参数可以显着携带新的信息的非线性增长的结构。我们预测未来的约束条件的二阶指数以及状态方程参数和增长指数。
2017-09-11 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
Constraining Primordial Non-Gaussianity with Post-reconstructed Galaxy Bispectrum in Redshift Space
星系双谱是研究早期宇宙暴胀物理的一个很有前途的工具，它可以作为原初非高斯性（PNG）的度量，但其信噪比受非线性引力增长引起的模耦合的影响很大。本文研究了从非线性星系密度场重建线性宇宙质量密度场的标准方法，以消除红移空间星系双谱的协方差。特别是，我们使用4000个独立的$N$体模拟重建的双谱的协方差星系大小的暗物质晕。我们的结果表明，双谱协方差的重建后的字段接近高斯预测的尺度为$k<0.2\, h\, {\rm Mpc}^{-1}$。我们还验证了前导阶PNG诱导的双谱不受微扰理论重建细节的影响。然后，我们证明了约束功率的后重建的双谱PNG的红移$\sim0.5$。此外，我们进行了Fisher分析，使预测的PNG约束星系双谱包括各向异性信号。假设SDSS重子振荡谱巡天中的一个大质量星系样本，我们发现后重建的双谱可以分别用$Δf_{\rm NL} \sim$ 13、90和42来约束PNG的局域型、等边型和正交型，使前重建的双谱的约束提高了$1.3-3.2$倍.总之，重建起着至关重要的作用，在约束各种类型的PNG签名与$Δf_{\rm NL}<1$的水平从星系双谱的基础上即将到来的星系调查。
2021-01-05 astro-ph.CO
Constraining $M_ν$ with the Bispectrum I: Breaking Parameter Degeneracies
大质量中微子抑制了自由流尺度下结构的生长，并在大尺度结构上留下印记。测量这个印记使我们能够限制中微子质量的总和，$M_ν$，这是标准模型之外粒子物理学的一个关键参数。然而，宇宙学参数之间的简并，特别是在$M_ν$和$σ_8$之间，限制了标准两点聚类统计的约束能力。在这项工作中，我们研究是否可以打破这些退化和约束$\smnu$与下一个高阶相关函数-双谱。我们首先研究了红移空间晕双谱的$800$ $N$体模拟从HADES套件，并证明了双谱有助于打破$M_ν$ -$σ_8$简并。然后，使用22,000 $N$体模拟的Quijote套件，我们第一次量化的全部信息内容的红移空间晕双谱下降到非线性尺度使用费舍尔矩阵预测$\{Ω_m$，$Ω_b$，$h$，$n_s$，$σ_8$，$M_ν\}$。对于$k_{\rm max}{=}0.5~h/{\rm Mpc}$，双谱提供比功率谱严格1.9、2.6、3.1、3.6和2.6倍的$Ω_m$、$Ω_b$、$h$、$n_s$和$σ_8$约束。对于$M_ν$，双谱将1 $σ$约束从0.2968 eV提高到0.0572 eV -比功率谱紧5倍以上。即使使用来自{ \em Planck}的先验知识，双谱也将$M_ν$约束提高了1.8倍。虽然我们保留边缘化一个更完整的一套偏置参数的系列的下一篇文章，这些限制是派生的$(1~h^{-1}{\rm Gpc})^3$框，…
2020-03-18 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
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
Constraining Primordial non-Gaussianity with Bispectrum and Power Spectum from Upcoming Optical and Radio Surveys
我们预测约束的原始非高斯性（PNG）和偏差参数的测量星系功率谱和双谱在未来的无线电连续谱和光学调查。在星系双谱中，我们考虑了一个全面的影响列表，包括非高斯初始条件下的偏差扩展到二阶，红移空间扭曲，红移的不确定性和理论误差。所有这些影响都首次合并在一个单一的PNG预测中。此外，我们改进了双谱模型在以前的预测，占三谱的贡献。所有效应都会对最终预测边界产生影响，而最终预测边界会因调查类型而异。我们发现，双谱可以导致改进的一个因素$\sim 5$的基础上单独的功率谱的界限，导致显着更好的约束本地型PNG，相对于当前的限制从\textit{Planck}。未来的无线电和测光测量可能会获得$σ(f_{\mathrm{NL}}^{\mathrm{loc}}) \approx 0.2$的测量误差。在等边PNG的情况下，星系双谱可以改善目前的界限，只有当显着改善在未来的红移测定，大体积，测光或无线电调查可以实现。对于正交非高斯性，预期约束通常与当前约束相当。
2018-05-03 astro-ph.CO
Constraining primordial and gravitational mode coupling with the position-dependent bispectrum of the large-scale structure
我们开发和研究的位置相关的双谱。它是最近提出的位置相关功率谱方法测量压缩极限双谱的推广。位置相关的双谱可以类似地用于测量其中一个波长比其他三个波长长得多的压缩极限三谱。在这项工作中，我们将主要考虑的情况下，其中三个较小的波长几乎相同（等边配置）。我们使用的Fisher信息矩阵预测约束的偏置参数和原始三谱的振幅从位置相关的双谱方法。我们发现，该方法可以约束本地型$g_{\rm NL}$在一个大容量的SPHEREx类调查的水平$σ(g_{\rm NL}^{\rm local}) \approx 3 \times 10^5$;改进可以预期包括所有的三角形配置的双谱，而不仅仅是等边配置。然而，相同的测量也将约束比局部$g_{\rm NL}$模型大得多的三谱族。我们讨论的影响，预测达到未来的调查超宇宙方差的不确定性从原始的非高斯性。
2016-11-01 astro-ph.CO
Constraining the WMAP9 bispectrum and trispectrum with needlets
我们发展了一种Needlet方法来估计宇宙微波背景中一般（包括不可分离的）双谱和三谱的振幅，并将其应用于WMAP 9年数据。我们获得的“正交”双谱模式的估计，产生的结果是一致的WMAP 7年的数据。我们没有观察到WMAP团队对9年数据的分析所建议的频率依赖性。我们提出了1-$σ$约束的"本地"三谱形状$\gnl/10^5= -4.1\pm 2.3$，"$c1$"等边模型$\gnl^{c_1}/10^6= -0.8\pm 2.9$，和恒定的模型$\gnl^{\rm{const}}/10^6= -0.2\pm 1.8$，连同$95\%$置信水平上界的多场局部参数$\taunl<22000$。我们估计点源产生的这些参数的偏差。本文中开发的技术应该证明是有用的其他数据集，如普朗克。
2015-01-29 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
Constraining galaxy cluster velocity field with the tSZ-kSZ-kSZ bispectrum
Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应是由宇宙微波背景（CMB）光子与星系团内沿视线方向积分的电离扩散电子气体相互作用产生的。两个主要效应是星系团内部的热压力产生的热SZ（tSZ）和星系团相对于CMB静止坐标系的特殊运动产生的动力学SZ（kSZ）。kSZ效应的测量特别具有挑战性，因为它遵循与CMB相同的光谱行为，因此无法使用光谱考虑将其与CMB分离。在本文中，我们探讨了通过计算当前和未来的CMB实验的tSZ-CMB-CMB互相关双谱检测kSZ的可行性。我们的结论是，下一代的CMB实验将提供在高S/N的tSZ-kSZ-kSZ双谱检测的可能性。这一测量将约束对结构生长速率和暗能量性质极为敏感的星系团的团内动力学和速度场。此外，我们还证明了tSZ-kSZ-kSZ双谱可以用来打破质量可观测关系和宇宙学参数之间的简并，以设置严格的约束，高达4\%，对$Y-M$关系校准。
2017-01-31 astro-ph.CO
Constraining $M_ν$ with the Bispectrum II: The Total Information Content of the Galaxy Bispectrum
大质量中微子抑制小尺度结构的生长，并在大尺度结构上留下印记，可以测量以限制它们的总质量$M_ν$。两点聚类统计的标准分析，$M_ν$约束严格限制参数退化。Hahn等人（2020）证明了双谱，下一个高阶统计量，可以打破这些简并并显着改善对$M_ν$和其他宇宙学参数的约束。在本文中，我们提出的约束力的红移空间星系双谱，$B_0^g$。我们使用晕占据分布（HOD）模型从Quijote $N$ -body模拟中构建了包含75，000个模拟星系目录的Molino套件，该模型提供了一个非常适合基于模拟方法的星系偏差框架。使用这些模拟，我们提出了Fisher矩阵预测$\{Ω_m,Ω_b,h,n_s,σ_8, M_ν\}$和量化，第一次，$B_0^g$的总信息量下降到非线性尺度。对于$k_{\rm max}=0.5h/Mpc$，在HOD参数上边缘化之后，$B_0^g$在功率谱上将对$Ω_m,Ω_b,h,n_s,σ_8$和$M_ν$的约束改进了2.8、3.1、3.8、4.2、4.2和$4.6\times$。即使有来自$Planck$的先验，$B_0^g$也将所有宇宙学约束改进了$\gtrsim2\times$。事实上，对于$P_\ell^g$和$B_0^g$到具有$Planck$先验的$k_{\rm max}=0.5h/Mpc$，我们实现了0.048 eV的$1σ$ $M_ν$约束，这比当前最佳宇宙…
2020-12-03 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
Constraining Galileon Inflation
在这篇简短的论文中，我们提出了限制伽利略暴胀模型的CMB双谱。我们采用主成分分析的独立自由度的数据约束，并将其应用到WMAP 9年的数据来约束模型的自由参数。一个简单的贝叶斯比较确定，支持Galileon模型的双谱数据充其量是弱的。
2015-01-29 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
Constraining Extended Reionization Models Through Arcminute-Scale CMB Measurements
在宇宙微波背景（CMB）中测量自由电子的光学厚度τ_r对再电离提供了重要的约束，但它退化为更复杂的再电离模型。小角度尺度CMB测量的动力学Sunyaev-Zeldovich（kSZ）和Ostriker-Vishniac（OV）的影响有可能打破这种简并。我们计算了OV信号的各种扩展再电离的历史所描述的一个简单的解析形式。这些模型的参数化dz，再电离事件的持续时间。对于tau_r值相同的再电离历史，在l = 3000（C_3000）处，dz = 0.1和dz = 3.0的模型之间的OV幅度相差约20%。我们证明，OV信号的z < 6分量的去除将显着增强区分再电离历史的能力，C_3000在dz = 0.1和dz = 3.0的模型之间变化约2倍。如果低红移的OV和相关的kSZ信号可以被适当地减去，这将提供一个重要的观测约束扩展再电离模型。
2009-02-10 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
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
Impact of reionization history on constraining primordial gravitational waves in future all-sky cosmic microwave background experiments
本文研究了再电离历史不确定性对全天CMB偏振实验限制原初引力波的影响，发现利用大尺度E模功率谱可排除导致偏差的再电离场景，从而确保PGW限制的稳健性。
2024-12-25 astro-ph.CO
Constraining the reionization history with CMB and spectroscopic observations
通过对宇宙微波背景和中性氢数据的联合分析，我们研究了宇宙再电离历史的约束条件。分别采用$\tanh$参数化方法和主成分分析方法对再电离历史进行了分析。当考虑中性氢分数数据时，常用的$\tanh$参数化过于简单。利用主成分分析方法，重建的再电离历史与中性氢分数数据一致。利用主成分分析方法，我们将$z=9.75$的中性氢组分重构为用于$6<z<20$射程重构的$x_{\text{HI}}=0.69^{+0.30}_{-0.32}$和用于$6<z<30$射程重构的$x_{\text{HI}}=0.76^{+0.22}_{-0.27}$。这些结果表明，在$95\%$置信水平下，宇宙开始红移的时间不晚于$z=10$。
2019-02-23 astro-ph.CO
Constraining reionization using 21 cm observations in combination with CMB and Lyman-alpha forest data
在本文中，我们将探讨由莱曼α森林和CMB目前的观测提供的再电离历史的约束。而不是使用一个特定的半解析模型，我们采取的新方法参数化的电离源与任意函数，并进行似然分析，以约束可能的再电离的历史。我们发现模型独立的结论，再电离很可能是大部分完成的z=8和IGM是50%电离在z=9-10。即将到来的红移21厘米中性氢谱线的低频观测预计将对6<z<12的氢中性部分进行更好的约束。我们使用我们的再电离的历史上的约束来预测可能的振幅的21厘米功率谱，并表明，最高的信噪比的意见将最有可能在频率对应于z=9-10。这一结果为即将进行的21 cm观测提供了重要指导。最后，我们评估的影响，中性分数的测量将对我们的知识的再电离和早期源人口。我们的研究结果表明，一个单一的测量中性分数中途通过再电离时代将显着提高我们的知识，整个再电离的历史。
2009-08-26 astro-ph.CO
Constraining the unexplored period between reionization and the dark ages with observations of the global 21 cm signal
用单偶极实验观测红移21厘米中性氢谱线的全球亮温的频率依赖性是可能的。在本文中，我们开发了一个Fisher矩阵形式主义计算的灵敏度，这些仪器的21厘米信号的再电离和黑暗时代。我们表明，只要局部前景可以用低阶多项式很好地建模，持续时间delta z< 2的快速再电离历史就可以受到约束。然后，它表明，在范围内的观测nu = 50 - 100 MHz可以可行地限制莱曼α和X射线发射率的第一批恒星形成在z = 15 - 25，只要系统的温度残差可以控制到小于1 mK。最后，我们证明了从恒星形成前的黑暗时代检测21厘米信号的困难。
2010-05-21 astro-ph.CO
Constraining effective neutrino species with bispectrum of large scale structures
本文使用 Fisher 形式预测了星系红移巡天中大尺度结构双谱对有效中微子种类数 $N_{\rm eff}$ 的限制，发现结合 Planck 数据可显著改善约束，并在下一代 CMB 实验前验证了星系巡天的价值。
2023-07-18 astro-ph.CO
Reionization and CMB non-Gaussianity
我们展示了如何互相关的高红移外部示踪领域，如21厘米中性氢分布和产品涉及宇宙微波背景（CMB）的温度和极化领域的地图，探针混合双谱涉及这些领域，可以帮助确定宇宙的再电离历史，超越可以实现互谱分析。从最近的原始非高斯检测研究（Munshi & Heavens 2010）中获得线索，我们开发了一组估计器，可以使用与双谱（或斜谱）相关的功率谱来研究再电离。我们使用这种方法中固有的匹配滤波来研究不同的再电离历史。我们检查到什么程度，他们可以用来排除各种型号的再电离和研究交叉污染从不同的来源，如CMB的透镜。估计器可以被微调以优化特定再电离历史的研究。在我们的研究中，我们考虑了三种不同类型的示踪剂，即：原星系;中性氢的21厘米地图;类星体。我们还考虑了四种可供选择的再电离模型。我们发现，在宇宙方差受限的全天实验中，在$\ell_{max}=2000$上探测的累积信噪比（S/N）可以达到$\mathcal{O}(70)$。结合普朗克实验的100 GHz、143 GHz和217 GHz通道，我们发现（S/N）在$\mathcal{O}(5)-\mathcal{O}(35)$范围内。S/N取决于示踪剂场的具体选择，多个示踪剂可以有效地用于绘制具有合理S/N的整个再电离历史。弱透镜的污染被调查，发现是可以忽略不计的，和汤姆逊散射的影响斑片状再电离也被认为是。
2014-06-04 astro-ph.CO
Constraining the Astrophysics of the Cosmic Dawn and the Epoch of Reionization with the SKA
平方公里阵列（SKA）将提供对早期宇宙的前所未有的看法，使用红移21厘米线的干涉观测。这条21厘米的线探测宇宙气体的热和电离状态，这是由我们宇宙中第一个结构的诞生和演化所决定的。在这里，我们将展示21厘米信号的演变将使我们能够研究第一代星系何时出现，它们的性质是什么，以及星系际介质的结构是什么。我们强调了定性趋势，这将为早期宇宙提供强大的见解。
2015-01-16 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
Constraining cosmic reionization with quasar, gamma ray burst, and Lya emitter observations
我们调查宇宙再电离的历史比较半解析模型的Lya森林与观测的高Z类星体和伽马射线暴吸收光谱。为了限制再电离时期z_rei，我们考虑了两种物理激励的情况，其中再电离提前结束（ERM，z_rei>= 7）或延迟结束（LRM，z_rei~6）。我们分析了17个类星体5.7<z<6.4的光谱样本和伽马射线暴050904在z=6.3的光谱样本中的透射通量，研究了观测到的吸收光谱中的宽暗区（间隙）。通过将这些光谱特征的统计数据与我们的模型进行比较，我们得出结论，目前的观测数据并不需要IGM在z~6处的电离状态发生任何突然变化，这确实有利于在这些时期形成一个高度电离的宇宙，正如ERM所预测的那样。此外，我们测试了这个模型的预测，通过Lya发射体的观测，发现ERM提供了一个很好的适合Lya发射星系的红移范围z=5.7-6.5的光度函数的演变。总体结果指向一个扩展的再电离过程，该过程从z>=11开始，在z_rei>=7时完成，与最近的WMAP 5数据一致。
2009-12-14 astro-ph.CO
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
The visibility of Lyman Alpha Emitters: constraining reionization, ionizing photons and dust
利用GADGET-2宇宙学模拟方法，结合尘埃模型和辐射转移程序（pCRASH），建立了高红移Lyman α辐射源的物理模型。我们使用5个不同的氢电离光子逃逸分数值（f_esc= 0.05，0.25，0.5，0.75，0.95）对pCRASH宇宙学模拟进行后处理，直到再电离完成，即平均中性氢分数降至<X_HI>~10^-4。然后，将模型结果与观测到的z~6.6处LAEs的Lya和UV光度函数相匹配的唯一自由参数是Lyman Alpha（Lya）和连续光子从银河系环境中的相对逃逸（f_alpha/f_c）。我们发现了一个三维简并，使得理论模型可以与IGM Lya透射<T_alpha>率LAE~38-50%（<X_HI>对于高斯发射线，其转化为~0.5-10^-4）、f_esc~0.05-0.50和f_alpha/f_c~0.6-1.8的观测结果相一致。
2014-05-06 astro-ph.CO
Constraining the bispectrum from bouncing cosmologies with Planck
本文利用Planck数据约束反弹宇宙学模型产生的双谱，发现能显著缓解CMB大尺度异常的模型被以高显著性（5.4、6.4或14个标准差）排除。
2023-05-11 astro-ph.CO gr-qc
Quijote PNG: The information content of the halo power spectrum and bispectrum
我们调查有多少可以了解四种类型的原始非高斯性（PNG）从小规模的测量晕场。使用QUIJOTE-PNG模拟，我们量化的信息内容可与测量的晕功率谱和四极，物质功率谱，晕物质交叉谱和晕双谱。这项分析是第一个包括小的，非线性尺度，直到$k_\mathrm{max}=0.5 \mathrm{h/Mpc}$，并探讨这些尺度是否可以打破退化与宇宙学和滋扰参数利用数千个N体模拟。我们用一个由质量为$>3.2 \times 10^{13}~h^{-1}M_\odot$的所有晕组成的样品在红移空间中进行了所有的晕测量。对于局部PNG，使用样本方差消除从功率谱的尺度相关的偏置效应的测量提供比晕圈双谱的测量显著更严格的约束。在这种情况下，小尺度的测量增加了最小的附加约束力。相反，等边和正交PNG的信息主要是通过双谱访问。对于这些形状，小规模的测量增加了约束力的光环双谱高达$\times4$，虽然除了$k\approx 0.3 \mathrm{h/Mpc}$的尺度增加，改善了约束，主要是通过减少退化之间的PNG和其他参数。通过结合功率谱和双谱测量，这些退化甚至更有力地减轻。然而，即使结合测量和小尺度信息，等边非高斯性仍然高度退化与$σ_8$和我们的偏差模型。
2022-12-20 astro-ph.CO
Constraining the halo bispectrum in real and redshift space from perturbation theory and non-linear stochastic bias
我们提出了一种方法来产生模拟星系目录与有效的微扰理论计划，匹配的数量密度，功率谱和双谱在真实的和在红移空间从N体模拟。这项工作的重要贡献是，我们约束的方式，在PATCHY码的偏置参数。此外，旨在再现两点统计，我们寻求的一组偏置参数，它约束的单变量晕概率分布函数（PDF）编码高阶关联函数。我们表明，晕目录的基础上相同的底层暗物质字段与固定的晕数密度，并准确匹配的功率谱（2%以内），可以导致非常不同的双谱取决于所采用的晕偏置模型。忽略晕圈PDF形状的模型可能导致高达2倍的偏差。另外获得的目录约束的晕PDF的形状可以显着降低三点统计的差异，产生接近无偏的双谱在真实和红移空间，这是在一般兼容的N体模拟在10%以内（偏离最多可达20%）。计算结果表明，类发光红星系（LRG）在功率谱上的~2的恒定线性偏差主要来自于在高密度峰处采样晕，选择高密度阈值，而不是来自于暗物质密度场的因子乘。我们的方法有助于实现一个有效的建模晕/星系分布估计的不确定性，从星系红移调查的聚类测量。我们还证明了它是测试各种偏差模型的强大工具。
2014-07-04 astro-ph.CO
KSZ tomography and the bispectrum
已经提出了几个统计测量kSZ效应相结合的小规模CMB与星系调查。我们回顾了五个这样的统计量，并表明它们在数学上都等价于$\langle ggT \rangle$型的最优双谱估计。重新解释这些kSZ统计作为双谱估计的特殊情况，使许多方面透明，例如最佳加权估计，或纳入光度红移误差。我们分析了双谱的信息含量，并表明有两个观测值：小尺度星系电子功率谱$P_{ge}(k_S)$，和大尺度星系速度功率谱$P_{gv}(k)$。kSZ的宇宙学约束能力来自于它对大尺度波动的敏感性，在这种情况下，它的有效噪声水平可以比星系巡天要好得多。
2018-10-31 astro-ph.CO
Prospects of FRBs and Large Scale 21 cm Power Spectra in Constraining the Epoch of Reionization
本研究探讨了高红移FRB色散量与大尺度21cm功率谱的联合应用，通过SCRIPT模型分析表明，两者结合能显著提升对再电离纪元参数和宇宙热历史的约束精度。
2024-08-11 astro-ph.CO
A tale of seven narrow spikes and a long trough: constraining the timing of the percolation of HII bubbles at the tail-end of reionization with ULAS J1120+0641
z = 7.085类星体ULAS J1120+0641中Ly $α$ forest transmittance的高信噪比观测显示出7个窄的传输尖峰，随后是一个240 cMpc/h的长谷。在这里，我们使用宇宙再电离辐射转移模拟先前校准，以匹配更广泛的Ly $α$森林数据显示，在窄红移范围Z = 5.85 - 6.1的七个传输尖峰的发生是非常敏感的再电离的确切时间。尖峰的出现需要IGM的最低密度区域已经完全电离。在z = 6.12处的长槽的快速开始需要在该视线中z $\sim$ 6.1处的光电离速率的强烈降低，这与在该红移处的渗滤结束一致。窄范围的再电离历史，我们以前发现是一致的，与更广泛的赖氨酸$α$森林数据有一个合理的概率，显示七个尖峰和模拟吸收光谱提供了一个很好的匹配尖峰和波谷在ULAS J1120+0641的观察光谱。尽管在z > 5.8时Ly $α$的整体不透明度很大，但罕见透射尖峰的高信噪比观测的较大样本因此应提供重要的进一步见解，以了解在再电离末端HII气泡渗透的确切时间
2018-05-14 astro-ph.CO
From ANN to BNN: Inferring Reionization Parameters using Uncertainty-aware Emulators of 21-cm Summaries
Indian Institute of Technology Indore（印度印多尔理工学院）；The Open University of Israel（以色列开放大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；University of Manchester（曼彻斯特大学）；Curtin University（科廷大学）
本文提出利用贝叶斯神经网络模拟器推断再电离参数，通过21厘米信号的双谱总结统计量提高约束精度。
2025-12-24 astro-ph.CO
Analytical Models of the Intergalactic Medium and Reionization
再电离是宇宙中的氢（和氦）被来自第一光源的辐射电离的过程。从理论上讲，再电离的重要性在于它与第一宇宙结构的形成密切相关，因此在模拟这一过程方面付出了相当大的努力。我们给出了一个教学概述不同的分析方法用于建模再电离。我们还讨论了不同的意见有关的再电离，并展示了如何使用它们来约束再电离的历史。
2009-04-29 astro-ph.CO
Constraining large scale HI bias using redshifted 21-cm signal from the post-reionization epoch
在没有复杂的天体物理过程的特点，再电离时代，21厘米的排放中性氢（HI）在后再电离时代被认为是一个很好的示踪剂的基础暗物质分布。假设一个背景宇宙学，它是通过（i）一个偏置函数b（k，z），它涉及HI的暗物质分布和（ii）的平均中性分数（x_{HI}），它设置其振幅。在本文中，我们研究了大规模HI偏置的性质。后再电离HI建模重力只有N体模拟和一个合适的处方分配气体的暗物质晕。使用模拟偏差作为基准模型HI分布在z \leq 4，我们已经产生了一个假设的数据集为21厘米角功率谱（C_{l}）使用的噪声模型的基础上的参数的扩展版本的GMRT。假设以在基准红移z=2.5处的范围400 \leq到\leq 8000中的SNR \gtrsim 4测量面元化的C_{l}。我们探讨了使用主成分分析（PCA）对该模拟数据进行约束b（k）的可能性。我们的分析表明，在0.2 < k < 2 Mpc^{-1}的范围内，模拟数据集无法区分表现出不同k依赖性的模型，只要1 \lesssim b（k）\lesssim 2设置2-sigma限值。这证明在大尺度上使用线性偏差模型是合理的。很大程度上不确定的x_{HI}被视为一个自由参数，导致退化的偏置重建。发现给定的模拟数据以\sim 4%（2-sigma误差）的精度约束基准x_{HI}。这里概述的方法，可以成功地实施对未来的观测数据集，以约束b（k，z）和x_{H…
2012-01-19 astro-ph.CO
Constraining Neutrino mass using the large scale HI distribution in the Post-reionization epoch
中性星系际介质在后再电离时代，使我们能够研究宇宙结构的形成，通过观察红移21厘米信号和莱曼α森林。我们研究了通过物质功率谱中功率的抑制来测量中微子总质量的可能性。我们调查的可能性测量中微子质量通过其印记的互相关功率谱的21厘米的信号和莱曼α森林。我们认为，无线电干涉测量的21厘米的信号与SKA 1-中像射电望远镜和BOSS像莱曼α森林调查。Fisher矩阵分析表明，在基准红移z = 2.5时，平均分布在25个射电点上的10，000小时21厘米观测值，以及在1 {deg}^[2]中有30条类星体视线的莱曼-α森林巡天，使我们能够测量3.25%水平的Ω_v。平均分布在25个无线电点上的总共25，000小时的无线电干涉观测和具有\bar n = 60 { \rm deg}^{-2}的莱曼-α测量将允许在2.26%的水平上测量Ω_v。这相当于在（100 \pm 2.26）meV的精度下对\sum m_v和f_v = Ω_v/ Ω_{m}的2.49%水平上的理想测量。
2016-10-28 astro-ph.CO
Constraining Reionization with Lyα Damping-Wing Absorption in Galaxy Spectra: A Machine Learning Model Based on Reionization Simulations
本文利用JWST低分辨率光谱和随机森林分类方法，基于Cosmic Dawn II模拟约束再电离电离分数，并应用于实测光谱，支持晚期再电离模型。
2025-03-30 astro-ph.CO
Primordial Non-Gaussianity in the Forest: 3D Bispectrum of Ly-alpha Flux Spectra Along Multiple Lines of Sight
我们研究的可能性约束原始非高斯使用的三维双谱的Ly-alpha森林。假设对高斯原始引力场的二次非高斯修正的强度由单个参数fnl决定。我们提出的第一个预测FNL使用Ly-alpha通量谱沿多条视线的界限。三维Ly- $α$透射通量场被建模为沿着对应于类星体视线的一维串采样的底层物质分布的有偏示踪物。fnl可以被约束到的精度取决于勘测体积、像素噪声和混叠噪声（由密度场的离散采样引起）。我们考虑这些因素的各种组合来预测fnl的界限。我们发现，在全天观测和可忽略的泊松噪声的理想情况下，可以将fnl ~ 23限制在等边极限内。假设Ly-alpha巡天覆盖了大部分天空（k_{min} = 8 * 10^{-4} Mpc^{-1}），类星体密度为\bar n = 5 * 10^{-3} Mpc^{-2}，那么对于等边构型，fnl可能限制在100左右。测量fnl的精度可比LSS研究的可能性可能有用的共同约束的通货膨胀的情况下使用不同的数据集。
2012-08-19 astro-ph.CO
Constraining the second half of reionization with the Lyman-$β$ forest
我们提出了一个分析的演变莱曼系列森林到时代的再电离宇宙学辐射转移模拟的情况下，再电离结束晚。我们探讨模型与不同的中点的再电离和气体温度。我们发现，一旦模拟已被校准，以匹配观测到的莱曼- $α$森林在$4 < z < 6$的平均通量，他们也自然地再现分布的有效光学深度的莱曼- $β$森林在这个红移范围。我们注意到，最难匹配的最大光学深度的尾部对应于ULAS J 0148 +0600的长吸收谷，我们之前在模拟中已经证明了这一点。我们认为，莱曼系列森林的发展到更高的红移，并表明，未来的观测莱曼- $β$森林在$z>6$将区分不同的再电离历史。Lyman- $α$和Lyman- $γ$森林的演化作为将再电离研究推向更高红移的工具，分别由于更强的饱和度和前景污染而不太有希望。
2020-06-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the epoch of reionization with the variance statistic: simulations of the LOFAR case
几个实验正在进行中，以检测宇宙红移21厘米的信号，从中性氢的再电离时代（EoR）。由于其非常低的信噪比，这些观测旨在通过测量其功率谱来统计检测信号。我们调查的信号方差的提取作为第一步，对检测和约束的全球历史的EoR。信号方差是信号功率谱的积分，并且期望以高显著性来测量。我们证明了这一点，通过模拟和参数估计管道开发的低频阵列（LOFAR）-EoR实验的结果。我们表明，LOFAR应该能够检测到的EoR在600小时的整合使用方差统计。此外，假设参数化，再电离的红移（$z_r$）和持续时间（$Δz$）可以被约束。我们使用$z_r = 7.68$和$Δz = 0.43$的EoR模拟来测试流水线。假设系统误差可以得到充分控制，我们能够检测具有4个标准偏差的显著性的模拟信号，并在600小时内提取EoR参数作为$z_r = 7.72^{+0.37}_{-0.18}$和$Δz = 0.53^{+0.12}_{-0.23}$。我们进一步表明，EoR参数的检测和约束的意义，可以提高通过互相关连续的红移箱测量信号的互方差。
2014-06-16 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
