再電離ドライブに関与する初期銀河の天体物理パラメータを2D円筒パワースペクトルを用いて推測する

要旨 初期銀河が再電離を促進するメカニズムを理解するためには、中性水素からの21-cm信号の検出が必要です。この信号に埋め込まれた情報を解釈するには、ベイズ推定が必要です。21-cm信号からのパラメータ推定は、解析的尤度関数を用いた従来のモンテカルロマルコフ連鎖法に適した比較的単純な導出方法のため、主に球面平均パワースペクトル（1D PS）に制限されています。しかし、近年では、解析的尤度の必要性を取り除くシミュレーションに基づく推定（SBI）が実現可能となり、21-cm信号のより複雑な要約統計情報を用いたベイズ推定が可能になりました。本研究では、SBI、特にマージナルニュートラル比推定を利用して尤度対証拠比を学習し、円筒平均の2D PSを用いたパラメータ推定を探究します。21-cm信号は異方性であるため、2D PSは信号を等方的に平均した1D PSに比べてより制約のある情報を提供するはずです。この目的のために、Square Kilometre Arrayを用いて21-cm信号の模擬1000時間観測を考慮し、2D PSの性能を1D PSと比較します。さらに、完全な前景除去とウェッジ回避という2つの異なる前景軽減戦略を探求します。2D PSは、個々の天体物理パラメータに対する周辺不確実性を30%-40%改善することで、1D PSを上回ることが分かりました。これらの改善は主に、2D PSが横方向のk情報と赤方偏移に依存するk情報を区別し、複雑な再電離モルフォロジーに対する感度を高めることによって生じています。