Inférer des paramètres astrophysiques en utilisant le spectre de puissance cylindrique 2D issu de la reionisation

Éclaircir notre compréhension des premières galaxies responsables de la reionisation nécessite de détecter le signal à 21 cm de l'hydrogène neutre. L'interprétation de la richesse d'informations intégrées dans ce signal nécessite une inférence bayésienne. L'inférence des paramètres à partir du signal à 21 cm est principalement limitée au spectre de puissance moyenné sphériquement (1D PS) en raison de sa dérivation relativement simple d'une fonction de vraisemblance analytique permettant des approches traditionnelles de Monte-Carlo Markov-Chain (MCMC). Cependant, ces dernières années, l'inférence basée sur la simulation (SBI) est devenue réalisable, ce qui élimine la nécessité d'une vraisemblance analytique, permettant d'utiliser des statistiques sommaires plus complexes du signal à 21 cm pour l'inférence bayésienne. Dans ce travail, nous utilisons SBI, en particulier l'estimation des rapports neuronaux marginaux pour apprendre le rapport vraisemblance-preuve avec Swyft, afin d'explorer l'inférence des paramètres en utilisant le PS 2D moyenné cylindriquement. Étant donné que le signal à 21 cm est anisotrope, le PS 2D devrait fournir des informations plus contraignantes par rapport au PS 1D qui average isotropiquement le signal. Pour cela, nous considérons une observation fictive de 1000 heures du signal à 21 cm utilisant le SKA et comparons les performances du PS 2D par rapport au PS 1D. De plus, nous explorons deux stratégies séparées d'atténuation des premiers plans, suppression parfaite des premiers plans et évitement de la coin. Nous constatons que le PS 2D surpasse le PS 1D en améliorant les incertitudes marginalisées sur les paramètres astrophysiques individuels de 30 à 40 % indépendamment de la stratégie d'atténuation des premiers plans. Principalement, ces améliorations proviennent de la manière dont le PS 2D fait la distinction entre les informations dépendantes de la transverse, k_, et du décalage rouge, k_, ce qui permet une plus grande sensibilité à la morphologie complexe de la reionisation.