論文の概要: 21cmEMU: an emulator of 21cmFAST summary observables
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.05697v1
- Date: Mon, 11 Sep 2023 18:00:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-15 16:41:53.014703
- Title: 21cmEMU: an emulator of 21cmFAST summary observables
- Title（参考訳）: 21cmemu: 21cmfast summary observablesのエミュレータ
- Authors: Daniela Breitman, Andrei Mesinger, Steven Murray, David Prelogovic,
Yuxiang Qin, Roberto Trotta
- Abstract要約: 本稿では,一般的な21cmFASTシミュレーションコードから,いくつかのサマリ観測器のエミュレータとして21cmEMUを提案する。
21cmEMUは、EoR銀河を特徴づける9つのパラメータとして入力され、以下の要約統計を出力する。
すべての観測可能量は、中央値の低い精度で予測され、計算コストを10$4$以上削減する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recent years have witnessed rapid progress in observations of the Epoch of
Reionization (EoR). These have enabled high-dimensional inference of galaxy and
intergalactic medium (IGM) properties during the first billion years of our
Universe. However, even using efficient, semi-numerical simulations,
traditional inference approaches that compute 3D lightcones on-the-fly can take
$10^5$ core hours. Here we present 21cmEMU: an emulator of several summary
observables from the popular 21cmFAST simulation code. 21cmEMU takes as input
nine parameters characterizing EoR galaxies, and outputs the following summary
statistics: (i) the IGM mean neutral fraction; (ii) the 21-cm power spectrum;
(iii) the mean 21-cm spin temperature; (iv) the sky-averaged (global) 21-cm
signal; (vi) the ultraviolet (UV) luminosity functions (LFs); and (vii) the
Thomson scattering optical depth to the cosmic microwave background (CMB). All
observables are predicted with sub-percent median accuracy, with a reduction of
the computational cost by a factor of over 10$^4$. After validating inference
results, we showcase a few applications, including: (i) quantifying the
relative constraining power of different observational datasets; (ii) seeing
how recent claims of a late EoR impact previous inferences; and (iii)
forecasting upcoming constraints from the sixth observing season of the
Hydrogen Epoch of Reionization Array (HERA) telescope. 21cmEMU is
publicly-available, and is included as an alternative simulator in the public
21CMMC sampler.
- Abstract（参考訳）: 近年では、EoR(Epoch of Reionization)の観測が急速に進んでいる。
これらは、宇宙の最初の10億年間に銀河と銀河間物質(IGM)の高次元的な推測を可能にした。
しかし、効率的な半数値シミュレーションを用いても、従来の3D光源をオンザフライで計算する推論手法は10^5$コア時間を要する。
ここでは、人気のある21cmFASTシミュレーションコードから、いくつかのサマリ観測器のエミュレータである21cmEMUを紹介する。
21cmEMUは、EoR銀河を特徴づける9つのパラメータを入力として、以下の要約統計を出力する。
i) IGM は、中性分数を意味する。
(ii)21cmのパワースペクトル
(iii)平均21cmスピン温度
(iv)空平均(グローバル)21cmの信号
(vi)紫外線(UV)光度関数(LF)、及び
(vii)宇宙マイクロ波背景(cmb)に光学的深さを散乱するトムソン。
すべての可観測性は、計算コストを10$^4$ 以上削減することで、中央値よりも低い精度で予測される。
推論結果を検証した後、いくつかのアプリケーションを紹介します。
(i)異なる観測データセットの相対的制約力の定量化
(二)最近のEoRの主張が過去の推測にどのように影響するか、及び
三 イオン化アレイ(HERA)望遠鏡の水素エポックの観測第六シーズンから、今後の制約を予測すること。
21cmEMUは公開されており、21CMMCサンプル装置に代替シミュレータとして含まれている。
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