Constraining Evolution of Quintessence with CMB and SNIa Data
假设的暗能量成分占宇宙临界密度的三分之二,其状态方程可能与宇宙学常数的状态方程有很大不同。采用唯象模型,我们调查半解析的超新星观测的标量精髓施加的约束,并从最近的CMB数据中提取的声学尺度。我们表明,在黑暗时代的一个精粹占主导地位的阶段的宇宙是符合目前的观测约束。
2003-02-13 astro-ph
Constraining the Type Ia Supernova Progenitor: The Search for Hydrogen in Nebular Spectra
尽管进行了严格的审查,但产生Ia型超新星的祖先系统仍然是未知的。受欢迎的理论认为,一颗碳氧白矮星从它的一颗近伴星吸积富含氢的物质,直到一个热核失控的包围体将白矮星烧成灰烬。然而,模拟结果从这个单一的退化,二进制通道的需求存在的低速H-α发射的光谱期间采取的后期星云阶段,因为一部分的同伴的信封成为夹带在喷出物。这种氢从未被探测到,但很少被寻找。在这里,我们提出的结果,从运动获得深,附近的Ia型超新星的星云相光谱,并包括两个事件的多时代的观测:SN 2005上午(轻微的亚发光)和SN 2005 cf(正常明亮)。在这两个天体的光谱中都没有检测到H-α发射。根据Mattila等人的模型,当与Marietta等人和Meng等人的质量剥离模拟相结合时,喷出物中太阳丰度物质的上限为0.01 M_Sun,有效地排除了这些超新星的祖先系统,这些超新星的秒数足够接近白矮星,在爆炸时经历罗氏瓣溢出。替代解释的H-α发射的情况下,随着未来的调查有必要自信地排除它们作为可能性的建议,严格评估。
2007-10-16 astro-ph
Constraining the Cosmological Parameters and Transition Redshift with Gamma-Ray Bursts and Supernovae
最近,Liang和Zhang提出了一种用伽马射线暴(GRB)测量宇宙学的新方法。该方法只利用了γ F_ν谱的静止坐标系峰值能量(E '_p)、伽玛暴各向同性能量(E_{γ,iso})和余辉光变曲线在静止坐标系中的截止时间(t'_b)等可观测量。通过考虑这种方法,我们约束宇宙学参数和宇宙从减速阶段膨胀到加速阶段的红移。我们将最近探测到的5个伽玛暴加入到样品中,得到了在平坦宇宙学中,当Ω_M=0.28,H_0=71.0 km s^{-1} Mpc^{-1}时,E_{γ, iso} /10^{52} ergs=(0.93 \pm 0.25)\times(E '_p/100 keV)^{1.91 \pm 0.32} \times(t'_b/day)^{-0.93 \pm 0.38}。这种关系与爆炸周围的介质密度和爆炸能量转换成伽马射线能量的效率无关,而这些都是难以测量的。我们把E_{γ,iso}(E '_p,t'_b)关系作为标准蜡烛,发现0.05<Ω_M<0.48,Ω_Λ<1.15(在1σ置信水平)。在宇宙学常数为1σ的平坦宇宙中,我们得到0.25<Ω_M <0.46和0.54<Ω_Λ<0.78。跃迁红移为z_T=0.69_{-0.12}^{+0.11}。结合20个伽玛暴和157颗Ia型超新星,我们得到了在平坦宇宙中的Ω M=0.29 \pm 0.03,跃迁红移z T=0.61 - 0.…
2006-02-21 astro-ph
Constraining Cosmic Evolution of Type Ia Supernovae
我们提出了第一个大规模的努力,创造复合光谱的高红移Ia型超新星(SNe Ia),并将它们与低红移同行。通过ESSENCE计划,我们获得了88个高红移Ia超新星的107个光谱,具有良好的光变曲线信息。此外,我们已经获得了397光谱的低红移SNe通过几十年的努力在利克和凯克天文台,我们已经使用了45紫外光谱获得的HST/IUE。与ESSECE光谱相比,低红移光谱充当对照样本。在所有情况下,ESSENCE和Lick复合光谱看起来非常相似。在利克复合光谱中加入星系光,使得整体光谱能量分布与ESSENCE复合光谱几乎完美匹配,这表明高红移SNe比它们的低红移对应物更容易受到宿主星系光的污染。这是由于观测到的物体在所有红移下都具有相同的狭缝宽度,这对应于不同的投影距离。在修正了星系光的污染之后,光谱中仍然存在细微的差异。我们已经估计的系统误差时,使用当前的光谱模板K-校正为~0.02马格。在复合光谱的方差给低红移最大光SN光谱的固有方差的估计~3%的光学和增长的UV。最大光低和高红移光谱之间的差异限制了我们样品之间的SN演化在静止坐标系光学中< 10%。
2007-10-11 astro-ph
Constraining supernova models using the hot gas in clusters of galaxies
星系团中炽热的团内介质(ICM)是超新星产生的巨大金属储藏库。我们的目标是准确地测量许多集群的ICM的丰度,并将这些数据与超新星产生的金属产量进行比较。使用XMM-牛顿X射线天文台的数据档案,我们编译了一个样本的22个集群。我们拟合从核心区域提取的光谱,并确定硅,硫,氩,钙,铁和镍的丰度。光谱拟合的丰度随后被拟合到从几个Ia型超新星和核心坍缩超新星模型确定的超新星产量。我们发现,氩和钙的丰度不能与目前青睐的Ia型超新星模型。我们得到了一个重大的改进,当我们使用经验修改的延迟爆轰模型,校准的第谷超新星遗迹。修改后的两个参数是超新星中声波转变为冲击波时的密度以及冲击波中离子和电子的比内能之比。我们的拟合还表明,有助于ICM富集的核心坍缩超新星具有已经富集的祖先。团簇中的Ar/Ca比是判断Ia型模型质量的一个很好的试金石。核心崩溃的贡献,这是约50%,并不强烈依赖于IMF或祖金属丰度,并没有显着的影响上的Ar/Ca比。Ia型超新星和核心坍缩超新星的数量比表明,适当质量范围内的双星系统在最终形成Ia型超新星爆炸方面非常有效(约5-16%)。
2007-01-19 astro-ph
Peculiar Velocities from Type Ia Supernovae
Ia型超新星直到最近才被用来测量星系的特殊运动。Ia超新星可以观测到的距离很远,这使得它们特别适合于约束大尺度的速度流。Ia超新星距离测量的高精度限制了Malmquist或样本选择偏差对此类测量的污染。我回顾了最近使用的SNe Ia来衡量本地集团的运动(更新,包括44 SNe Ia)。最佳拟合运动的方向仍然与从CMB推断的方向一致(尽管不能排除适度的整体流动),并且与劳尔-波兹曼框架不一致。通过比较Ia型超新星的奇异速度和IRAS星系和ORS星系的引力图,得到了引起奇异运动的质量密度的限制。IRAS的$β$ =0.4,ORS的$β$ = 0.3,IRAS比较在95%置信水平下排除了$β>0.7$和$β<0.15$。Ia超新星对特殊速度研究的贡献受到统计数据的限制,但最近发现率的大幅增加表明Ia超新星在限制流动方面可能变得越来越重要。
1999-08-20 astro-ph
Constraining Dark Energy with the Dark Energy Survey: Theoretical Challenges
暗能量调查(DES)将使用CTIO布兰科4米望远镜上的新成像相机,在四个光学波段对南银河帽5000平方度的天空进行成像,并在较小的区域内进行重复成像,以识别和测量Ia型超新星的光变曲线。主要成像区域与计划中的南极望远镜Sunyaev-Zel'dovich巡天重叠。DES背后的想法是使用四种不同且基本上独立的方法来探测暗能量的性质:功率谱的重子振荡,星系团的丰度和空间分布,弱引力透镜和Ia型超新星。本白皮书概括地概述了与前三个探测器相关的一些理论问题(超新星的问题在性质上大多不同),以及表征暗能量并将其与宇宙加速的其他解释区分开来的一般任务。配套的白皮书讨论了解决这些问题所需的数值模拟和其他理论工具,并创建模拟目录,允许对分析程序进行端到端测试。尽管我们一直在DES的特定背景下思考这些问题,但其中许多问题也与其他计划中的暗能量研究有关。
2005-10-06 astro-ph
Cosmological Insights from Supernovae
虽然低z Ia型超新星被用来测量宇宙目前的膨胀率,但高z Ia型超新星测量宇宙物质能量含量的变化。这些测定的结果意味着一个低物质密度的宇宙具有非零的宇宙学常数(真空能量分量)。根据这些测定,宇宙的膨胀速度加快了。Ia型超新星的宇宙学研究方法的有效性进行了讨论。一个帐户给出了额外的前景,以进一步调查通过超新星宇宙是由什么。这些尝试的范围从限制大尺度暗物质分布到进一步测试和解释真空能量成分的存在。
1998-10-26 astro-ph
Constraining the Properties of Dark Energy
宇宙中暗能量的存在可以直接从宇宙的加速膨胀中推断出来,也可以间接地从宇宙微波背景(CMB)各向异性的测量中推断出来。暗能量贡献了临界密度的2/3左右,分布非常平滑,并且有很大的负压。它的性质是非常未知的。它的大部分可辨别的后果来自于它对宇宙膨胀率演化的影响,这反过来又影响了密度扰动的增长和宇宙的年龄,并且可以通过经典的运动学宇宙学测试来探测。在没有令人信服的理论模型(甚至是一类模型)的情况下,我们用一个有效的状态方程w=p_X/rho_X来描述暗能量,该方程可以随时间变化。我们描述并比较了确定w(t)的不同方法,包括星等-红移(哈勃)图,星系和星系团的数量计数,以及CMB各向异性,特别关注使用数千颗红移z < 1.7的Ia型超新星样本,正如可能由拟议的SNAP卫星收集的那样。除其他外,我们推导出最佳的策略约束宇宙学参数使用Ia型超新星。虽然在短期内CMB各向异性将提供第一次测量的w,超新星和数计数似乎有最大的潜力探测暗能量。
2001-03-12 astro-ph
Constraining Dark Energy with X-ray Galaxy Clusters, Supernovae and the Cosmic Microwave Background
通过对宇宙微波背景、超新星和X射线星系团观测数据的分析,提出了暗能量演化的新约束。我们的分析采用了最少的先验知识,并利用了这些数据集的互补性。我们研究了一系列具有三个自由参数的暗能量模型:当前的暗能量状态方程w_0,早期的状态方程w_et和跃迁时的标度因子a_t。通过对所有三个数据集的综合分析,假设状态方程是常数,宇宙是平坦的,我们测量到w_0 =-1.05 +0.10 - 0.12。包括w_et作为自由参数,并允许a_t在数据集具有鉴别能力的范围0.5 <a_t <0.95内变化,我们测量w_0 =-1.27 +0.33-0.39和w_et =-0.66 +0.44-0.62。我们没有发现暗能量状态方程参数随红移演化的显著证据。当分析中也包括星团约束时,超新星数据中的边缘演化暗示变得不那么重要。数据集的互补性导致了对平均物质密度Omega_m的严格约束,并解释了许多其他参数的简并,包括标量谱指数n_s、物理重子密度Omega_bh^2和光学深度τ之间的简并。这种互补的性质也允许我们检查模型,其中我们放弃了曲率的先验。对于具有常数状态方程的非平坦模型,我们测得w_0 =-1.09 +0.12 - 0.15和Omega_de = 0.70 +-0.03。我们的分析包括暗能量流体中的空间扰动,假设声速c_s^2 = 1。对于我们最一般的暗能量模型,不包括这样的扰动将导致对w_et的虚假…
2005-04-05 astro-ph
Gamma-ray burst contributions to constraining the evolution of dark energy
我们探讨了伽马射线暴(GRB)在高红移($1.8 < z < 7$)和中红移($0.5 < z < 1.8$)对暗能量状态方程(EOS)的约束作用,并估算了在高红移时需要多少GRB才能得到实质性的约束。我们估计的限制与模拟伽玛暴和模拟Ia型超新星(SNe Ia)的比较。当将暗能量EOS限制在一定的红移范围内时,我们允许暗能量EOS参数仅在该红移区间内变化,并将其他地方的EOS参数固定为-1。我们发现,除非发现一些新的小散射体伽玛暴的光度关系,否则很难将暗能量状态方程限制在Ia超新星红移之外。然而,在中等红移,伽玛暴有可比的贡献与超新星Ia在约束的暗能量状态方程。
2008-10-19 astro-ph
Constraining population synthesis models via empirical binary compact object merger and supernovae rates
观测到的超新星(SN)和双致密天体(DCO)样本为人口合成模型提供了几个关键约束:这些模型的参数必须仔细选择,以重现,除其他因素外,(i)双中子星(NS-NS)双星和白矮星-中子星(WD-NS)双星的形成速率,从双星样本估计,II型和Ib/c超新星速率。即使考虑到观测和理论预测中的不确定性,我们也发现只有少数合理的人口合成模型(约9%)与根据观测经验确定的DCO和SN率一致。作为一个概念的证明,我们描述的信息,可以提取人口合成模型给出这样严格的观测测试,包括令人惊讶的良好协议与脉冲星自行测量推断的中子星踢分布。在目前的研究中,我们发现,目前的观测约束有利于:踢描述的一个单一的麦克斯韦与一个典型的速度约300公里/秒;质量损失分数在非保守的,但稳定的,质量转移事件约90%;和共同的包络参数约0.2-0.5。最后,我们使用的天体物理学一致的模型的子集来预测黑洞-中子星(BH-NS)和NS-NS二进制合并在银河系和附近的宇宙,假设银河系类星系占主导地位的速率。(节录)
2007-09-20 astro-ph gr-qc
Constraining Modified Gravity and Growth with Weak Lensing
我们生活在一个经历加速期的宇宙中,这是宇宙学中一个强烈的概念。由于这可以用广义相对论的修正来解释,我们着眼于当前的宇宙学数据,目的是测试引力的各个方面。首先,我们约束的唯象模型(mDGP)的动机可能额外的维度。其特征在于$α$,其在(LCDM)和(Dvali Gabadadze Porrati(DGP)模型)之间插值。此外,我们还分析了由增长参数$γ$和功率谱参数$Σ$给出的修正引力的一般特征。我们利用弱透镜数据(CFHTLS范围内)结合重子声振荡(BAO)和超新星数据。我们表明,目前弱透镜的数据还不能约束任何一个模型孤立。然而,我们证明了这种探针是非常有益的,因为结合BAO和超新星,我们分别在$1σ$和$2σ$获得了$α< 0.58$和$α< 0.91$。没有透镜数据,就不可能有约束。这两种分析都不支持在超过$2σ$时的平坦DGP膜世界模型($α= 1$)。我们强调这些是不敏感的潜在的系统性的透镜数据。对于增长签名$γ$,我们表明,在组合中,这些探针还没有足够的约束力。最后,我们超越这些目前的能力,并证明欧几里德,一个未来的弱透镜调查,将深入探讨引力的性质。发现$α$($l_{max} = 500$)的$1σ$误差为0.104,而对于一般的修改签名,我们预测$γ$的$1σ$误差为0.045,$Σ_{0}$($l_{max} = 500$)的$1σ$误差为0.25,进一步收紧到$γ…
2008-10-27 astro-ph
The First Type Ia Supernovae: An Empirical Approach to Taming Evolutionary Effects In Dark Energy Surveys from SNe Ia at z>2
未来使用Ia型超新星测量暗能量的性质将需要精确描述系统误差源。演化效应仍然是总体系统误差预算中最不确定的因素。目前用宇宙学无关的爆炸参数来探测进化的计划可能会产生缺乏进化证据的结果,而没有确切的证据证明它的存在。在这里,我们表明,在红移区间1.5 < z < 3.0,暗能量依赖的影响相对可以忽略不计的Ia型超新星的观测,应该提供直接的证据来辨别进化的影响。作为我们的方法来约束进化的例子,我们研究的影响,不断变化的祖金属丰度和年龄的程度上的潜在的光度演化。我们表明,我们提出的观测可以通过现有的太空望远镜进行,或者已经在开发中的太空望远镜。
2006-01-16 astro-ph
Constraining the Birth Events of Neutron Stars
巴德和兹威基关于超新星产生中子星的预言,并没有让我们对这些天体所显示的各种各样的观测现象有所准备。事实上,在对中子星进行实证研究的头30年里,只有少数中子星被发现与爆炸恒星的残余物有关。但是最近的X射线和射电观测已经大大证明了超新星和中子星之间的理论联系,并揭示了新生的致密残余物所具有的广泛性质。我们在这里回顾我们目前的知识状态有关中子星超新星遗迹协会,指出的陷阱和这样的联系举行的承诺。我们讨论中子星速度的范围,初始自旋周期,和磁场强度,以及脉冲星风星云的流行的工作。在中子星人口学的插槽举行的AXP,SGR,无线电安静中子星,和其他居民的动物园被认为是。我们还提出了一个全面普查的中子星遗迹协会的尝试,并讨论了选择的影响,不利于找到更多这样的关系。我们的结论是,没有迫切需要调用大型黑洞或沉默的中子星人口,并在未来几年举行了巨大的希望,产生一个更完整的理解中子星出生参数和随后的演变。
2002-02-06 astro-ph
Constraining dark energy with Sunyaev-Zel'dovich cluster surveys
我们讨论的前景约束的暗能量组件的属性,特别是参考随时间变化的状态方程,使用未来的集群调查选择他们的Sunyaev-Zel'dovich效应。我们计算集群的数量预期为一组给定的宇宙学参数和propogate预期从各种调查的错误。在短期内,它们将与未来对Ia型超新星的观测相结合,限制暗能量,但可能会在适当的时候这样做。
2002-05-23 astro-ph hep-ph
Using Spatial Distributions to Constrain Progenitors of Supernovae and Gamma Ray Bursts
我们进行了一个全面的理论检查的光学瞬变的空间分布和它们的祖先恒星的属性之间的关系。通过构建恒星形成星系的分析模型和其中恒星星族的演化,我们能够对核心坍缩超新星(SNe),长持续时间伽马射线暴和超新星Ia的候选祖先进行限制。特别是,我们首先构建模型的螺旋星系,再现观测的核心崩溃SNe,我们使用这些模型来约束的最小质量为SNe Ic祖约25太阳质量。其次,我们列出了一个矮不规则星系模型的参数,我们用它来表明,长时间伽马射线暴的祖先可能有大约43个太阳质量以上的质量。最后,我们介绍了一种新的方法来约束与超新星Ia相关的时间尺度,并将其应用到我们的螺旋星系模型,以显示如何更好地分析观测结果,以区分这些对象的领先祖先模型。
2008-08-27 astro-ph
Constraining Interactions in Cosmology's Dark Sector
我们认为宇宙学的约束理论,其中存在着一个非平凡的暗物质部门和负责宇宙加速的部门之间的耦合,在最近的超新星,大尺度结构和宇宙微波背景的数据。对于各种模型,我们表明,暗物质的耦合到一个quintessence字段的强度被约束到小于7%的重力耦合。我们还表明,费米暗物质粒子之间的远程相互作用介导的光标量与汤川耦合被约束到小于5%的重力强度在距离尺度为10兆秒差距。我们表明,我们考虑的所有模型是量子力学弱耦合,并认为,在文献中的一些其他模型被排除了量子力学强耦合。
2008-08-07 astro-ph
Model-independent determination of the cosmic expansion rate. I. Application to type-Ia supernovae
目的:鉴于暗能量的可能动力学存在很大的不确定性,我们的目标是在不参考特定弗里德曼模型及其参数的情况下约束宇宙的膨胀率。研究方法:我们表明,宇宙学观测值的宇宙膨胀率集成可以转换成一个Volterra积分方程,这是已知的诺依曼级数有一个唯一的解决方案。将Ia型超新星的光度距离等观测量展开为一系列正交函数,可以求解积分方程,并在数据精度允许的范围内恢复宇宙膨胀率。结果:我们证明了该方法的性能,将其应用于日益复杂的合成数据集,并在第一年的SNLS数据。特别是,我们表明,该方法是能够再现一个假设的扩展函数包含一个突然的过渡。
2008-03-13 astro-ph
Constraining dark energy interacting models with WMAP
我们确定的相互作用的精髓(IQ)模型,最适合的光度距离Ia型超新星的数据和最近的WMAP测量的宇宙微波背景温度各向异性的参数空间的范围。精粹衰变为暗物质的模型为巧合问题提供了一个清晰的解释。我们专注于零空间曲率的宇宙模型。我们表明,如果暗能量(DE)衰变成冷暗物质(CDM)的速度,使物质的比例,暗能量常数在晚些时候,超新星的数据是不足以约束的相互作用参数。相反,WMAP数据在$3σ$水平上限制它小于$c^2 < 10^{-2}$。对哈勃常数和暗能量密度的精确测量,独立于CMB数据,将支持/反驳这组模型。
2005-11-16 astro-ph gr-qc hep-ph
Reduced convergence and the local smoothness parameter: bridging two different descriptions of weak lensing amplification
宇宙中物质分布的不均匀性所引起的弱引力透镜效应是标准烛光在宇宙学中应用的一个重要的系统不确定性。弱透镜放大有两种不同的描述,一种使用局部平滑参数$\tildeα$,另一种使用约化收敛$η= 1+ κ/|κ_{min}|$(其中$κ$是收敛)。$\tildeα$描述涉及到戴尔-罗德距离$D_A(\tildeα|z)$($\tildeα=1$对应于一个光滑的宇宙);它简单方便,已经被社会用来说明弱透镜对点源的影响,如Ia型超新星。Wang(1999)已经表明,通过允许$\tildeα$成为局部变量,即局部平滑参数,可以使$\tildeα$描述变得真实。$η$描述已经被Wang,Holz,& Munshi(2002)用于推导弱透镜放大的普适概率分布(UPDF)。在本文中,我们通过联系约化收敛$η$和局部光滑参数$\tildeα$来连接弱透镜放大的两种不同描述。我们给出了$\tildeα$在物质功率谱中的方差,从而为用Dyer-Roeder距离来说明弱透镜效应提供了定量的指导。这项工作的副产品包括一个正确的定义,减少收敛,和简单而准确的解析表达式$D_A(\tildeα|z)$。我们的结果对研究标准烛光的弱透镜效应是很有用的。
2005-01-17 astro-ph
Constraining Dark Energy Anisotropic Stress
我们研究了利用宇宙学观测来探测和约束不完美的暗能量流体的可能性。我们考虑一个一般的参数化的暗能量组件占状态方程,声速和粘度。我们使用的数据来自宇宙微波背景辐射(CMB),大尺度结构和超新星Ia型。我们发现,无论是声速和粘度参数是很难钉与目前的宇宙学数据。此外,我们认为,这将是很难改善与未来的CMB数据集的约束显着。这意味着,一个完美的流体描述最终可能会成为对暗能量所有观测结果的现象学上的充分描述。然而,最基本的教训是,即使这样,我们也不能仅仅依靠观测证据就排除暗能量不稳定的可能性。
2007-09-04 astro-ph
Constraining cosmological parameters using Sunyaev-Zel'dovich cluster surveys
我们讨论了未来的集群调查可以约束宇宙学参数,特别是参考的暗能量组件的属性负责观察到的宇宙加速探测集群的表面密度的演化作为红移的函数。我们解释了如何使用他们的Sunyaev-Zel'dovich效应选择的集群的丰度可以计算作为观测到的通量和红移的函数,考虑到由于有限的光束大小的观测效果。通过构建一个理想化的一组模拟观测的基准模型,我们预测可能的约束,可能是各种建议的调查,假设是通量有限的。我们发现,Sunyaev-Zel'dovich集群调查可以提供重要的补充信息,预计从调查超新星。我们分析了统计和系统的不确定性的影响,发现它们只是轻微地限制了我们约束暗能量分量的状态方程的能力。
2003-09-11 astro-ph
Constraining $Ω_M$ and Dark Energy with Gamma-Ray Bursts
最近报道了一种具有小散射的$E_{γ,{\rm jet}}\propto {E'_p}^{1.5}$关系式,其中$E_{γ,{\rm jet}}$是经过波束校正的$γ$射线能量,$E'_p$是局部观测坐标系中的$νF_ν$峰值能量.通过考虑这种关系的12个样本的红移,峰值能量,余辉光曲线的休息时间,我们约束宇宙的质量密度和暗能量的性质。我们得到了具有宇宙学常数的平坦宇宙的质量密度$Ω_M=0.35\pm^{0.15}_{0.15}$(在$1σ$置信水平上)和假设的静态暗能量状态方程$w=-0.84\pm^{0.57}_{0.83}$($1σ$)的$w$参数.我们的结果与Ia型超新星的结果一致。由即将发射的{ \em Swift}卫星建立的更大样本预计将提供进一步的限制。
2004-07-25 astro-ph
Constraining Quintessence with the New CMB Data
最近由BOOMERANG和MAXIMA公布的CMB数据表明,各向异性谱在800<l_3<900范围内有第三个峰。这个结果与来自大尺度结构的约束的结合允许我们区分不同的精髓模型。特别地,我们发现幂α>1的逆幂律模型是不利的。在最后一次散射之前具有超过5%的精华的模型需要大于1的光谱指数。这些限制与超新星观测进行了比较。我们还表明,现在仅CMB就为宇宙加速提供了强有力的证据。
2002-03-15 astro-ph hep-ph
Prospects in Constraining the Dark Energy Potential
我们将Simon et al.(2005)的形式化方法推广到非平坦几何中,以重建暗能量势。这种形式主义利用了类似于暴胀中的水平流参数的量,原则上可以使其成为非参数的,并且足够普遍,可以应用于简单的单一标量场精髓之外。由于目前可用的和即将到来的数据不允许的潜在的非参数和精确的重建,我们认为一般的参数描述的Chebyshev多项式。然后,我们考虑目前和未来的测量H(z),重子声学振荡调查和超新星类型1A调查,并调查他们的限制暗能量潜力。我们发现,放松平坦性假设会增加重建的暗能量演化的误差,但不会导致显着的简并,前提是对几何形状施加适度的先验。直接测量H(z),如BAO调查提供的那些,对于限制暗能量势和暗能量状态方程的演化至关重要,特别是对于标准Lambda CDM模型的非平凡偏差。
2008-08-14 astro-ph
Constraining the Dark Universe
我们结合互补的数据集来约束暗能量。使用标准的大爆炸核合成和观测到的原始核素的丰度,把在$T \sim 1MeV$附近的温度对$Ω_Q$的约束,我们发现强约束$Ω_Q({MeV}) < 0.045$在$2σ$ c.l.。在平坦性假设下,利用宇宙微波背景(CMB)各向异性测量结果、高红移超新星(SN-Ia)观测结果和局域星系团丰度数据,对状态方程参数$w_Q < -0.85$提出了一个新的约束条件,即68% c.l..
2002-01-10 astro-ph hep-ph
Limiting the dimming of distant type Ia supernovae
在物质主导的宇宙中,遥远的超新星被观测到比预期的要暗。最有可能的解释是宇宙是由一种具有负压的能量成分--暗能量--所支配的。然而,原则上有几个天体物理过程可能会影响测量,为了能够利用不断增长的超新星统计数据,控制系统效应至关重要。我们讨论其中的两个;灭绝由于星系间灰尘和调光由于光子轴子振荡,并显示如何使用观测到的类星体的颜色和光谱,它们对超新星观测的影响可以受到限制。对于广泛的星系际尘埃模型,我们能够排除任何大于0.2等的Ia型超新星在z=1的调光。相应的限制银河系际型尘埃是0.03马格。对于更投机的光子模型与轴子混合,我们发现,这种效果是独立的光子能量的某些参数值的组合和调光大0.6的幅度不能排除。这些效应对于利用超新星观测来限制暗能量性质的可能性具有深远的意义。
2005-02-14 astro-ph
Probing quintessence: reconstruction and parameter estimation from supernovae
我们探讨了利用未来超新星观测来探测暗能量的前景。我们重点关注精髓,这是一个不断发展的标量场,已被建议作为暗能量的候选者。在模拟了从拟议的超新星/加速探测卫星(SNAP)预期的观测结果后,我们研究了两种从这些数据中提取精华信息的方法。首先,将经典状态方程展开为w_Q(z)= w_Q(0)-alpha*ln(1+z),对数据进行拟合,可以在很宽的光滑变化势范围内重建经典势。第二,通过限制参数Omega_Q、w_Q和alpha,可以测试暗能量的基本性质。例如,我们证明,用这种方法区分精髓和宇宙学常数是可能的。此外,当超新星数据与其他计划的宇宙学观测相结合时,重建和参数约束的精度显着提高,允许区分更广泛的暗能量模型。
2002-04-19 astro-ph
Multiple-Images in the Cluster Lens Abell 2218: Constraining the Geometry of the Universe ?
在这封信中,我们提出了一个在集群阿贝尔2218透镜配置的详细研究。在这个星系团中,已经确定了四个具有测量光谱红移的多像系统。这些多重图像对于精确地限制星系团核心的质量分布非常有用,但它们也对宇宙的几何宇宙学参数值很敏感。使用简化的极大似然分析,我们发现0 < Omega_M < 0.30假设宇宙是平坦的,0 < Omega_M < 0.33和w < -0.85假设宇宙是平坦的,有暗能量。有趣的是,爱因斯坦-德西特模型被排除在超过4西格玛。这些限制是一致的,与CMB各向异性或超新星研究得出的当前的限制。所提出的方法构成了一个独立的测试宇宙的几何宇宙学参数,我们讨论了这种方法的局限性和这种特殊的应用阿贝尔2218。应用这种方法与更复杂的工具和更大数量的集群或与更多的多个图像的约束,将把严格的几何宇宙学参数的约束。
2004-02-27 astro-ph
Constraining the quintessence equation of state with SnIa data and CMB peaks
Quintessence被引入作为宇宙学常数方案的替代方案,以解释当前宇宙的加速。这种新的暗能量成分允许状态方程参数$w_{Q}^0\geq-1$的值,原则上,测量Ia型超新星的宇宙学距离可以用来区分这两种类型的模型。假设宇宙是平坦的,我们使用超新星数据和测量的位置的声学峰的宇宙微波背景(CMB)光谱来约束一个相当普遍的类的Quintessence潜力,包括逆幂律模型和最近提出的超重力激发的潜力。特别是,我们使用的似然分析,边缘化的暗能量密度$Ω_{Q}$,物理重子密度$Ω_{b}h^2$和标量谱指数$n$,以约束我们的精粹潜力的斜率。仅考虑第一多普勒峰值,我们的模型范围中的最佳拟合给出了$w_{Q}^0\sim-0.8$。然而,包括SnIa数据和三个峰值,我们发现一个上限的状态方程参数,$-1\leq w_{Q}^0\leq-0.93$在$2σ$,结果似乎排除了一类最近提出的潜力的当前值。
2001-10-16 astro-ph gr-qc hep-th
Supernova constraints on spatial variations of the vacuum energy density
我们考虑一个非常简单的玩具模型的空间变化的“宇宙学常数”,在这里我们是一个球形的泡沫(与一组给定的宇宙学参数),包围着一个更大的区域,这些参数是不同的。该模型包括了更现实的场景的基本特征,参数数量最少。我们计算的真空能量密度的空间变化的存在下,使用线性微扰理论的光度距离,并讨论了使用Ia型超新星施加约束这种类型的模型。我们发现,目前可用的观测仅限于非常低的红移,但也提供了独立的确认,高红移超新星的数据更喜欢一个相对较大的正宇宙学常数。
2001-06-06 astro-ph
Discovery of Two Distant Type Ia Supernovae in the Hubble Deep Field North with the Advanced Camera for Surveys
我们目前的观察发现的前两个超新星与最近安装的先进相机的调查(ACS)的哈勃太空望远镜。这些超新星是在哈勃深空北部的宽视场相机图像中发现的,这些图像是由F775 W、F850 LP和G800 L光学元件拍摄的,作为ACS保证时间观测计划的一部分。从ACS G800 L棱栅曝光中提取的光谱证实了这些天体是Ia型超新星(SNe Ia),红移z=0.47和z=0.95。在F775 W和F850 LP上用ACS和F110 W近红外带通上用NICMOS进行了后续的HST观测,在观测帧的50天内,在3个带通上总共得到了9个通量测量。我们讨论了许多重要的问题,在做准确的光度与ACS。我们使用两种不同的拟合方法来分析多波段光变曲线,以校准超新星光度,并将它们放置在SNe Ia哈勃图上。由此产生的距离与加速宇宙模型的红移-距离关系是一致的,尽管演化的星系间灰尘仍然是一种不太可能的可能性。这些超新星Ia的发现、确认和监测相对容易,这表明了ACS对高红移超新星Ia领域的革命性影响,因此也证明了ACS对加速宇宙宇宙学的测试和对“减速时代”的限制。
2003-02-19 astro-ph
Constraining Isocurvature Initial Conditions with WMAP 3-year data
我们提出的限制存在的等曲率模式的温度和偏振CMB光谱数据从WMAP卫星单独,并结合其他数据集,包括SDSS星系调查和SNLS超新星。我们发现,包括偏振数据允许单独的WMAP数据,以及与补充观测相结合,把改进的限制CDM和中微子密度等曲率分量的贡献。一般的相关性,这些次主导等曲率分量的上限降低到第一年WMAP结果的60%,具体限制取决于波动的类型。然而,如果允许多个等曲率分量,我们发现数据仍然允许大部分初始功率来自等曲率模式。除了提供一般的限制,我们还考虑了他们的解释,在特定的理论模型,如曲率和双重通货膨胀。
2009-05-15 astro-ph gr-qc
Probing Dark Energy with Supernovae: Exploiting Complementarity with the Cosmic Microwave Background
未来十年,宇宙学和粒子物理学的一个主要目标将是揭开推动宇宙加速膨胀的暗能量的本质。特别是,确定状态方程的暗能量,w等效p/rho,其时间变化,dw/dz,将是至关重要的发展理论理解的新物理现象背后。Ia型超新星(SNe)和宇宙微波背景辐射(CMB)的各向异性对暗能量状态方程都很敏感。SNe单独可以以一定的精度确定w(z),而CMB各向异性单独不能,因为物质密度Omega_M和w之间有很强的简并。然而,我们表明,普朗克CMB任务可以显着提高深SNe调查的权力,以探测W,特别是dw/dz。由于CMB约束在Omega_M-w平面上几乎与SNe约束正交,因此对于约束w(z),普朗克比精确确定Omega_M更有用。我们讨论了CMB/SNe互补性如何影响超新星调查的红移分布的策略,以确定w(z),并得出结论,一个精心设计的样本应该包括大量的超新星红移z ~ 2。
2003-04-30 astro-ph hep-ph
Constraining the dark energy with galaxy clusters X-ray data
表征暗能量分量的状态方程是通过结合钱德拉观测的X射线光度的星系团的重子物质密度的独立测量和哈勃参数的最新测量的HST的关键项目。通过假设一个由状态方程$p_x = ωρ_x$的“精华”成分驱动的空间平坦场景,我们对宇宙学参数$ω$和$Ω_{\rm{m}}$设置了以下限制:(i)$-1 \leq ω\leq -0.55$和$Ω_{\rm m} = 0.32^{+0.027}_{-0.014}$(1 $σ$)如果暗能量的状态方程被限制在区间$-1 \leq ω< 0$(\emph{usual} quintessence)和(ii)$ω= -1.29^{+0.686}_{-0.792}$和$Ω_{\rm{m}} = 0.31^{+0.037}_{-0.034}$($1σ$),如果$ω$违反了零能量条件,并假定值$< -1$(\emph{extended} quintessence或"幻影“能量)。这些结果与基于超新星观测、大尺度结构和宇宙背景辐射各向异性的独立研究结果非常一致。
2003-03-17 astro-ph gr-qc
Constraining Van der Waals quintessence by observations
我们讨论了另一种方法来修改通常的状态方程的宇宙流体的精髓,以查看是否比理想流体的近似更进一步,可以更好地再现现有的数据。我们考虑一个宇宙学模型,只包括两种流体,即重子(模拟为尘埃)和暗物质与范德瓦尔斯状态方程。首先介绍了该模型的一般特征,然后确定了能量密度、哈勃参数和标度因子的演化,表明选择适当的模型参数,获得加速膨胀是可能的。我们使用宇宙的估计年龄和数据的无量纲坐标距离Ia型超新星和遥远的射电星系,看看范德华力的精髓是否是可行的解释暗能量和约束其参数。
2005-03-18 astro-ph gr-qc
New dark energy constraints from supernovae, microwave background and galaxy clustering
利用HST/GOODS计划新观测到的壮观的高红移超新星和以前的超新星、宇宙微波背景辐射和星系团数据,我们对暗能量密度rho_X作为宇宙时间的函数进行了迄今为止最精确的测量,并假设宇宙是平坦的,以一种与模型无关的方式对其进行了约束。我们发现,爱因斯坦的香草场景rho_X(z)是恒定的仍然符合这些新的严格约束,大挤压或大撕裂是超过50千兆年的更广泛的一类模型允许这样的灾难性事件。我们讨论了常见的陷阱和隐藏的先验:状态方程w_X(z)的参数化假设正的暗能量密度和没有大挤压,并且流行的参数化w_X(z)=w_0 +w_0' z名义上受到CMB的强约束,仅仅是因为w_0' > 0意味着非物理的指数爆破rho_X ~ e^{3 w_0' z}。
2004-04-23 astro-ph hep-ph
New Constraints on Dark Energy
新的宇宙微波背景、星系团和Ia型超新星数据越来越多地限制了我们宇宙中的暗能量成分。虽然宇宙学常数的情况仍然与这些新的严格约束相一致,但数据并不排除状态方程参数小于-1的可能性。
2004-06-30 astro-ph gr-qc hep-ph