Spettro di potenza delle galassie e dell'HI a 21cm nell'età post-reionizzazione in correlazione incrociata

Extraction of cosmological constraints in the post-reionisation age (below redshift 4-5) via the radio emission of neutral hydrogen, a technique known as Intensity Mapping (IM), is one of the main goals of the forthcoming SKA radiotelescope. The Baryonic Acoustic Oscillation (BAO) signal, a consequence of the former baryonic matter-radiation coupling, is an interesting benchmark because BAO cast peculiar “wiggles” in the power spectrum, whose fit gives indirect access to cosmological parameters. According to results obtained from autocorrelation standard 3D HI power spectrum, low resolution IM depletes the wiggles, whereas a partial recovery of their signal can be performed in the radial power spectrum. In this work we compare those results with the properties of the radial power spectrum when we cross-correlate IM with galaxy surveys: the task is interesting because it allows to simulate a possible future cross-correlation between SKA and the ESA flagship mission Euclid.

L'estrazione di vincoli cosmologici dall'universo dell'età post-reionizzazione è una delle principali applicazioni cosmologiche del telescopio SKA, che entrerà in funzione nel prossimo decennio ed è pensato per realizzare Intensity Mapping dell'emissione a 21 cm dell'idrogeno alla miglior risoluzione finora raggiungibile. Banco di prova per l'applicazione cosmologica dell'Intensity Mapping è l'individuazione del segnale generato dalle Oscillazioni Acustiche Barioniche (Baryon Acoustic Oscillations, BAO) conseguenza del passato accoppiamento radiazione-materia barionica. Le BAO si manifestano nello spettro di potenza come caratteristiche “ondine”, il cui fit dà un accesso indiretto a parametri cosmologici. La letteratura sullo spettro di autocorrelazione dell'HI ha dimostrato che la risoluzione trasversa di SKA è troppo bassa per permettere l'individuazione delle BAO nello spettro di potenza tridimensionale standard, mentre un parziale recupero del segnale è possibile passando allo spettro radiale; in questo lavoro si indaga la possibilità di individuare le BAO a partire dallo spettro di potenza radiale in correlazione incrociata tra il segnale dell'HI e quello delle galassie e l'eventuale possibilità che queste siano con questo metodo rese più riconoscibili rispetto allo spettro di autocorrelazione. La simulazione di tale spettro di correlazione incrociata riveste particolare interesse, corrispondendo al mettere in dialogo le future osservazioni di SKA con quelle della missione ESA Euclid.