The 21-cm signal from the Cosmic Dawn (CD) is likely to contain large fluctuations, with the most extreme astrophysical models on the verge of being ruled out by observations from radio interferometers. It is therefore vital that we understand not only the astrophysical processes governing this signal, but also other inherent processes impacting the signal itself, and in particular line-of-sight effects. Using our suite of fully numerical radiative transfer simulations, we investigate the impact on the redshifted 21-cm from the CD from one of these processes, namely the redshift-space distortions (RSDs). When RSDs are added, the resulting boost to the power spectra makes the signal more or equally detectable for our models for all redshifts, further strengthening hopes that a power spectra measurement of the CD will be possible. RSDs lead to anisotropy in the signal at the beginning and end of the CD, but not while X-ray heating is underway. The inclusion of RSDs, however, decreases detectability of the non-Gaussianity of fluctuations from inhomogeneous X-ray heating as measured by the skewness and kurtosis. On the other hand, mock observations created from all our simulations that include telescope noise corresponding to 1000 h of observation with the Square Kilometre Array telescope show that we may be able to image the CD for all heating models considered and suggest RSDs dramatically boost fluctuations coming from the inhomogeneous Ly α background.

中文翻译：

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来自宇宙黎明的 21 厘米信号模拟中的红移空间失真

来自宇宙黎明 (CD) 的 21 厘米信号可能包含较大的波动，最极端的天体物理模型即将被无线电干涉仪的观测排除在外。因此，我们不仅要了解控制该信号的天体物理过程，还要了解影响信号本身的其他固有过程，尤其是视线效应，这一点至关重要。使用我们的一套全数值辐射传输模拟，我们研究了这些过程之一对距离 CD 的红移 21 厘米的影响，即红移空间畸变 (RSD)。添加 RSD 后，功率谱的提升使我们的模型对于所有红移都可以或多或少地检测到信号，进一步加强了对 CD 功率谱测量的希望。RSD 会导致 CD 开始和结束处的信号各向异性，但在 X 射线加热过程中不会。然而，包含 RSD 会降低通过偏度和峰度测量的非均匀 X 射线加热波动的非高斯性的可检测性。另一方面，从我们所有的模拟中创建的模拟观测结果（包括与使用平方公里阵列望远镜进行 1000 小时观测相对应的望远镜噪声）表明，我们可能能够对所有考虑的加热模型的 CD 进行成像，并建议 RSD 极大地促进了即将到来的波动来自不均匀的 Ly α 背景。降低了通过偏度和峰度测量的非均匀 X 射线加热波动的非高斯性的可检测性。另一方面，从我们所有的模拟中创建的模拟观测结果（包括与使用平方公里阵列望远镜进行 1000 小时观测相对应的望远镜噪声）表明，我们可能能够对所有考虑的加热模型的 CD 进行成像，并建议 RSD 极大地促进了即将到来的波动来自不均匀的 Ly α 背景。降低了通过偏度和峰度测量的非均匀 X 射线加热波动的非高斯性的可检测性。另一方面，从我们所有的模拟中创建的模拟观测结果（包括与使用平方公里阵列望远镜进行 1000 小时观测相对应的望远镜噪声）表明，我们可能能够对所有考虑的加热模型的 CD 进行成像，并建议 RSD 极大地促进了即将到来的波动来自不均匀的 Ly α 背景。