Simulações do processo de separação de componentes e recuperação do Sinal de 21 cm do HI aplicadas ao radiotelescópio BINGO

• Autor(a) principal: Eduardo Jubini de Merícia
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/02.22.18.04

Explicar a expansão acelerada é um dos maiores desafios da cosmologia atual. Segundo o modelo padrão CDM, um possível causador desse efeito seria a energia escura, responsável por cerca de 70% da densidade de energia total do universo. Entre os diversos meios de medir os efeitos da energia escura na evolução cósmica, a observação das oscilações acústicas de bárions (do inglês, baryonic acoustic oscillations - BAO) tem se mostrado muito eficiente. Elas já foram detectadas no óptico e podem ser rastreadas em diversas faixas de rádio, incluindo a linha de emissão em 21 cm do HI. O radiotelescópio BINGO (BAO from Integrated Neutral Gas Observations) tem como objetivo detectar essas oscilações de bárions na faixa de rádio e produzir mapas tridimensionais da distribuição de HI, contribuindo de forma direta para a caracterização da energia escura. As medidas serão realizadas com a técnica conhecida como mapeamento de intensidade, aplicada à linha de emissão em 21 cm do HI (corrigida pelo redshift), feita sobre grandes áreas do céu. O sinal captado pelo BINGO será uma combinação de emissões origem atmosférica, galáctica e extragaláctica, bem como do ruído instrumental. Somados, esse sinais podem ser cerca de quatro ordens de grandezas mais intensos que o sinal de HI. Essa característica exige um processo de separação de componentes eficiente, com parâmetros bem ajustados, de forma a garantir a recuperação do sinal de HI medido. Com intuito de testar e otimizar os parâmetros construtivos, operacionais e o próprio processo de análise de dados, foi desenvolvido pela colaboração um conjunto de rotinas computacionais e procedimentos que simulam a operação do BINGO, conhecida como pipeline, cuja entrada é composta por mapas de diferentes mecanismos de emissão, produzidos por modelos teóricos ou por observações, bem como pelos ruídos inerentes ao equipamento e ao ambiente. A esses são acrescentadas características construtivas do radiotelescópio, como número e arranjo de cornetas, projeto óptico e características dos receptores. A pipeline produz como saída mapas de temperatura e séries temporais que simulam o sinal captado pelo instrumento durante um dado período de operação. Em seguida esses dados de saída precisam passar por um processo de separação de componentes, com intuito de recuperar a distribuição de HI. No contexto do que foi descrito anteriormente, o objetivo desse trabalho é entender o funcionamento da pipeline e utilizá-la para experimentar diferentes cenários construtivos e operacionais do instrumento, produzindo mapas de observação e com esses testar um método de separação de componentes (GNILC), medindo sua eficiência no processo de recuperação do sinal de HI.