論文の概要: 21cmEMU: an emulator of 21cmFAST summary observables

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.05697v3
• Date: Tue, 16 Jul 2024 17:17:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-17 13:24:18.228565
• Title: 21cmEMU: an emulator of 21cmFAST summary observables
• Title（参考訳）: 21cmEMU:21cmFAST概要観測装置のエミュレータ
• 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; (v) the ultraviolet (UV) luminosity functions (LFs); and (vi) 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媒質(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$コア時間を要する。 ここでは、人気のある21cmFASTシミュレーションコードから、いくつかのサマリ観測器のエミュレータである21cmEMUを紹介する。 21cmEMUは、EoR銀河を特徴づける9つのパラメータを入力として、以下の要約統計を出力する。 i) IGM は、中性分数を意味する。 (二)21cmのパワースペクトル (三)平均21cmのスピン温度 (四)平均(球状)21cm信号 (v)紫外線(UV)光度関数(LF)、及び (vi) トムソンは宇宙マイクロ波背景(CMB)に光深度を散乱する。 すべての観測可能量は、計算コストを10$^4$以上削減して、中央値以下の精度で予測される。 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。 一 異なる観測データセットの相対的制約力を定量化すること。 (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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