Cosmological reionization simulations for LOFAR

Rajat Thomas is op 20 maart 2009 gepromoveerd aan de Rijksuniversiteit Groningen op een onderzoek naar het roodverschoven 21cm kosmologische signaal dat is uitgezonden tijdens de overgang van de ‘donkere tijden’ van het universum naar het her-ionisatietijdperk.

In zijn proefschrift maakt Rajat Thomas door middel van computersimulaties voorspellingen van het 21(1+z)-signaal. Een uitdagend project omdat er nog weinig kennis beschikbaar is over de astrofysische processen, die het universum zeer lang geleden domineerden. Er is, afgezien van de oorsprong van de eerste bronnen die het universum geïoniseerd hebben (derdepopulatiesterren, mini-quasistellaire objecten en annihilatie van donkere materie), een grote verscheidenheid aan onbekende entiteiten. Deze entiteiten hebben invloed op het signaal terwijl het signaal zich door het universum voortbeweegt, de ionosfeer binnendringt en uiteindelijk het observationele venster van de telescoop bereikt.

In dit proefschrift wordt aandacht besteed aan een snel en efficiënt stralingstransportschema. Dit schema is in staat om het 21cm kosmologische signaal accuraat te voorspellen en is aangepast aan de detectiemogelijkheden van de LOFAR-telescoop. Het snelle schema dat Thomas introduceert, faciliteert hem in het doorzoeken van een grote parameterruimte. Dit is noodzakelijk door het grote aantal astrofysische onbekenden. Een onderdeel van het schema zijn simulaties die het eerste onderdeel vormen van de LOFAR-EoR simulatieroutine. De resulterende gegevens kunnen gebruikt worden in combinatie met gegevens van andere metingen, zoals CMB en diepe nabij-infrarood metingen, om de kalibratie en signaalextractieschema's te testen en om meer informatie te verkrijgen over de ‘donkere tijden’.

20 maart 2009, 16.15 uur,
Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen
Kapteyn Instituut, Rijksuniversiteit Groningen
Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Promotor(s): prof.dr. S. Zaroubi