Calibration requirement for Epoch of Reionization 21-cm signal observation. Part III. Bias and variance in uGMRT ELAIS-N1 field power spectrum
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Power spectrum of H i 21-cm radiation is one of the promising probes to study large scale structure of the universe and understand galaxy formation and evolution. The presence of foregrounds, that are orders of magnitude larger in the same frequency range of the redshifted 21-cm signal has been one of the largest observational challenges. The foreground contamination also hinders the calibration procedures and introduces residual calibration errors in the interferometric data. It has been shown that the calibration errors can introduce bias in the 21-cm power spectrum estimates and introduce additional systematics. In this work, we assess the efficacy of 21-cm power spectrum estimation for the uGMRT Band-3 observations of the ELAIS-N1 field. We first evaluate the statistics of the residual gain errors and perform additional flagging based on these statistics. We then use an analytical method to estimate the bias and variance in the power spectrum. We found that (a) the additional flagging based on calibration accuracy help reduce the bias and systematics in the power spectrum, (b) the majority of the systematics at the lower angular scales, ℓ< 6000, are due to the residual gain errors, (c) for the uGMRT baseline configuration and system parameters, the standard deviation is always higher than the bias in the power spectrum estimates. Based on our analysis we observe that for an angular multipole of ℓ∼3000, 2000 hours of `on source time' is required with the uGMRT to detect redshifted 21-cm signal at 3-σ significance from a redshift of 2.55. In this work we only consider the power spectrum measurement in the plane of the sky, an assessment of residual gain statistics and its effect on multifrequency angular power spectrum estimation for the uGMRT and the SKA like telescopes will be presented in a companion paper.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».