재이온화 동안 21-cm 단층촬영에서의 버블 크기 통계

다가오는 SKA1-Low 전파 간섭계는 재이온화 시대의 적색편이 21-cm 신호의 단층 이미징 데이터를 생성할 수 있을 만큼 민감할 것입니다. 신호의 비가우시안 분포로 인해 파워 스펙트럼 분석만으로는 그 특성을 완전하게 설명할 수 없습니다. 여기에서는 단층 이미징 데이터에서 파생될 수 있는 추가 측정 기준, 즉 이온화된 영역의 버블 크기 분포를 고려합니다. 우리는 수소 이온화 분율에 대한 시뮬레이션 데이터에서 버블 크기 분포를 특징짓기 위해 이전에 사용된 세 가지 방법 - 구형 평균(SPA), 평균 자유 경로(MFP) 및 친구의 친구(FOF) 방법 -을 연구하고 이를 시뮬레이션 21-cm 데이터 큐브에 적용합니다. 우리의 시뮬레이션 데이터 큐브는 SKA1-Low 재이온화 실험에 기대되는 (민감도에 의해 결정된) 해상도를 갖고 있으며, 빛 원뿔(LC) 효과와 적색편이 공간 왜곡(RSD) 효과의 영향을 연구합니다. 21-cm 데이터에서 이온화된 영역을 식별하기 위해 K-평균 알고리즘을 기반으로 한 새로운 자가 조정 임계값 접근 방식을 도입합니다. 우리는 이 방식으로 식별된 이온화 세포의 비율이 평균 부피 평균 이온화 비율 아래로 지속적으로 떨어진다는 것을 발견합니다. 세 가지 버블 크기 방법의 비교를 통해, 우리는 세 가지 방법 모두 유용하지만, MFP 방법이 재이온화 진행 상황 추적 및 다양한 재이온화 시나리오 분리에 있어 가장 우수하다는 결론을 내립니다. LC 효과는 약 10 MHz 이상의 주파수( z 0.5)를 넘는 데이터를 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. RSD는 버블 크기 분포에만 약간의 영향을 미치는 것으로 보입니다.