高赤方偏移クエーサーに対するウェーブレット分析を用いたIGM温度制約の改善

要約 宇宙間媒質の熱状態は再電離の時代に関する重要な情報を含んでおり、これは若い宇宙の中で最も変革的でありながら十分に理解されていない時代の一つです。この熱状態は、クエーサースペクトルにおけるライマンα（Ly α）吸収の小スケール構造にコードされています。1次元フラックスパワースペクトルは、クエーサー視線に沿った平均的な小スケール構造を測定します。高赤方偏移では、不透明度が大きいため、平均化は高信号対ノイズ比の透過スパイクとノイズの多い吸収トラフを混ぜます。ウェーブレット振幅は、パワースペクトルと同じ空間周波数の変動を定量化しつつ空間情報を保持する代替統計です。これにより、小スケール構造をより敏感に測定する潜在能力があります。以前のLy αフォレスト研究では、ウェーブレット振幅確率密度関数（PDF）を利用し、限られた空間周波数を使用し、PDFビン間およびウェーブレットスケール間の強い相関を無視した結果、サブオプティマルで信頼性の低いパラメータ推定が行われていました。ここでは、パワースペクトルによって調査された全ての空間周波数範囲をカバーし、これらの相関を完全に考慮するウェーブレット振幅PDFを使用した統計的推定を行う新しい方法を提示します。この手法を、平均密度における温度T0でパラメータ化された単純な熱モデルから引き出された現実的なモックデータに適用し、ウェーブレットがz = 5でのT0について、パワースペクトルより平均して7パーセント、z = 6では12パーセントより敏感に1σ制約を提供することを発見しました。ウェーブレットPDFとパワーを組み合わせる可能性について考慮しましたが、これが感度の改善に繋がらないことがわかりました。