Rijksuniversiteit Groningen

Cosmological reionization simulations for LOFAR

Datum: 20 maart 2009

Promotie: R.M. Thomas, 16.15 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Cosmological reionization simulations for LOFAR

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

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Simulaties van LOFAR-metingen

Het roodverschoven 21cm kosmologische signaal dat is uitgezonden tijdens de overgang van de `donkere tijden' van het universum naar het her-ionisatietijdperk, wordt de laatste decennia intensief onderzocht. Door de ongeëvenaarde mogelijkheden van telescopen zoals LOFAR, MWA en SKA, wordt dit onderzoeksgebied nog aantrekkelijker.

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 we hier introduceren, faciliteert ons 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 onze kalibratie en signaalextractieschema's te testen en om meer informatie te verkrijgen over de `donkere tijden'.

Rajat Thomas (India, 1981) studeerde sterenkunde aan de Chalmers University (Zweden). Het onderzoek werd uitgevoerd bij het Kapteyn Astronomical Institute van de RUG. Thomas gaat verder in het onderzoek als postdoc in Japan en Canada.