HI cosmology and advanced observational tools

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Motta, Pablo Cesar Benevides de Carvalho Rossas
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-29092025-125747/
Resumo: Neutral hydrogen (HI) intensity mapping is a promising technique for studying the evolution of the large-scale structure (LSS) of the Universe. The Baryon Acoustic Oscillations from Integrated Neutral Gas Observations (BINGO) experiment was designed to carry out this type of observation. In this work, we present forecasts demonstrating BINGOs potential to constrain cosmological parameters, both within the standard LCDM model and in scenarios with dynamical dark energy. Using simulations that account for instrumental noise, resolution, and foregrounds, we show that combining BINGO data with Planck satellite observations significantly improves cosmological constraints. Beyond its cosmological goals, BINGO is being expanded to detect fast radio transients, such as Fast Radio Bursts (FRBs), through the BINGO/ABDUS extension. This phase includes the addition of auxiliary radio telescopes equipped with Vivaldi antenna arrays operating between 0.5 and 1.5 GHz. Each tile can form multiple independent beams, enabling wide-area sky monitoring. Simulations indicate that the system has adequate sensitivity and resolution for detecting and localizing transients, making BINGO/ABDUS a promising tool for FRB studies and enhancing the overall scientific reach of the experiment. To support future joint opticalradio analyses, we also explore the use of photometric surveys to identify quasars, which trace the cosmic structure. We construct a catalog by cross-matching data from the Dark Energy Survey (DES) with spectroscopic classifications from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Machine learning techniques are used to classify quasars and estimate photometric redshifts based on optical colors. The resulting catalog will serve as a basis for cross-correlation analyses with BINGO data.
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spelling HI cosmology and advanced observational toolsCosmologia de HI e técnicas observacionais avançadascosmologia; radio-atronomia; telescópios; parâmetros cosmológicos; aprendizado de máquinacosmology; radio astronomy; telescopes; cosmological parameters; machine learningNeutral hydrogen (HI) intensity mapping is a promising technique for studying the evolution of the large-scale structure (LSS) of the Universe. The Baryon Acoustic Oscillations from Integrated Neutral Gas Observations (BINGO) experiment was designed to carry out this type of observation. In this work, we present forecasts demonstrating BINGOs potential to constrain cosmological parameters, both within the standard LCDM model and in scenarios with dynamical dark energy. Using simulations that account for instrumental noise, resolution, and foregrounds, we show that combining BINGO data with Planck satellite observations significantly improves cosmological constraints. Beyond its cosmological goals, BINGO is being expanded to detect fast radio transients, such as Fast Radio Bursts (FRBs), through the BINGO/ABDUS extension. This phase includes the addition of auxiliary radio telescopes equipped with Vivaldi antenna arrays operating between 0.5 and 1.5 GHz. Each tile can form multiple independent beams, enabling wide-area sky monitoring. Simulations indicate that the system has adequate sensitivity and resolution for detecting and localizing transients, making BINGO/ABDUS a promising tool for FRB studies and enhancing the overall scientific reach of the experiment. To support future joint opticalradio analyses, we also explore the use of photometric surveys to identify quasars, which trace the cosmic structure. We construct a catalog by cross-matching data from the Dark Energy Survey (DES) with spectroscopic classifications from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Machine learning techniques are used to classify quasars and estimate photometric redshifts based on optical colors. The resulting catalog will serve as a basis for cross-correlation analyses with BINGO data.O mapeamento por intensidade do hidrogênio neutro (HI) é uma técnica promissora para estudar a evolução da estrutura em larga escala (LSS) do Universo. O experimento Baryon Acoustic Oscillations from Integrated Neutral Gas Observations (BINGO) foi concebido para realizar esse tipo de observação. Neste trabalho, apresentamos previsões que demonstram o potencial do BINGO para restringir parâmetros cosmológicos, tanto no modelo padrão LCDM quanto em cenários com energia escura dinâmica. Usando simulações que consideram ruído instrumental, resolução e foregrounds, mostramos que a combinação dos dados do BINGO com os do satélite Planck melhora significativamente as restrições cosmológicas. Além de seus objetivos cosmológicos, o BINGO está sendo expandido para detectar transientes rápidos em rádio, como os Fast Radio Bursts (FRBs), por meio da extensão BINGO/ABDUS. Essa fase inclui a adição de radiotelescópios auxiliares com matrizes de antenas Vivaldi operando entre 0,5 e 1,5 GHz. Cada módulo forma múltiplos feixes independentes, permitindo o monitoramento de grandes áreas do céu. Simulações indicam que o sistema possui sensibilidade e resolução adequadas para detectar e localizar transientes, tornando o BINGO/ABDUS uma ferramenta promissora para estudos de FRBs e ampliando o escopo científico do experimento. Para apoiar futuras análises conjuntas entre dados ópticos e de rádio, exploramos o uso de levantamentos fotométricos na identificação de quasares, traçadores da estrutura cósmica. Construímos um catálogo a partir da correspondência entre dados do Dark Energy Survey (DES) e classificações espectroscópicas do Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Usamos aprendizado de máquina para classificar quasares e estimar redshifts fotométricos com base em cores ópticas. O catálogo resultante servirá como base para análises de correlação cruzada com os dados do BINGO.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPAbdalla, ElcioMotta, Pablo Cesar Benevides de Carvalho Rossas2025-09-22info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-29092025-125747/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesseng2025-09-29T20:56:02Zoai:teses.usp.br:tde-29092025-125747Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-09-29T20:56:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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Cosmologia de HI e técnicas observacionais avançadas
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