The $m$-$z$ relation for type Ia supernovae, locally inhomogeneous cosmological models, and the nature of dark matter
Ia型超新星的$m$ - $z$关系是支持$λ_0 \approx 0.7$和$Ω_0 \approx 0.3$宇宙学“和谐模型”的关键证据之一。然而，众所周知，$m$关系不仅取决于$λ_0$和$Ω_0$（以$H_0$作为比例因子），而且还取决于沿视线的物质密度，其不一定与大尺度密度相同。我调查$λ_0$和$Ω_0$的测量在多大程度上取决于这个密度时，它的特点是参数$η$（$0 \le η\le 1$），它描述了沿视线的密度比的整体密度。本文还讨论了除了Ia型超新星的$m$-$z$关系外，在有和没有对$λ_0$和$Ω_0$的约束的情况下，对$η$的约束。
2015-08-23 astro-ph.CO
The Contribution of Supernovae to Cosmic Reionization
虽然恒星被广泛讨论为使宇宙再电离的高能光子的来源，但在这种情况下，另一个电离光子的来源也必须有助于再电离，这是标志着大质量恒星生命结束的超新星（SNe）。在这里，我们估计SNe和恒星的相对贡献，再电离。虽然电离光子在SN冲击中产生的速率远低于它们由恒星产生的速率，但从SNe发射的辐射的较硬光谱导致SN产生的光子相对于恒星光子的逃逸分数增强。特别是，沿着星系外给定的视线，我们发现当中性氢柱密度N_H >~10^18 cm^-2时，SNe对再电离的贡献大于恒星。利用文献中的模拟结果，我们发现，整体（视线平均）SNe冲击产生的电离光子逃逸分数大于恒星光子逃逸分数的一个因素的\simeq 4到\simeq 7，取决于金属丰度的恒星星族。总的来说，我们的研究结果表明，SNe的效果是提高了约10%的恒星源再电离的氢的分数。我们简要地讨论了我们的研究结果的人口负责星系再电离的影响。
2011-11-08 astro-ph.CO
Gravitational Lensing of the supernovae from the Supernova Legacy Survey (SNLS)
沿着从远处物体传来的光的传播视线存在质量不均匀性，这会引起光子飞行路径的偏转。这种现象被称为引力透镜。透镜可以对源产生畸变（剪切）和各向同性放大效应。本文研究了透镜放大率对Ia超新星的影响。透镜效应的存在会给光源的亮度分布带来污染源（在我们的情况下是SN Ia）。因此，它也使人们能够计算透镜效应间接从哈勃图（即从残差到哈勃图）。在这篇论文中，我们计算了这两种效应之间的相关性：哈勃残差和由视线前景暗物质晕计算的SN透镜放大率。这两者之间的正相关的检测将表示透镜化信号检测的积极性。数据样本是来自SNLS五年完整数据的光谱SNe Ia样本，哈勃残差是对SNLS 5数据进行的初步宇宙学分析。我们在2.51 σ处获得了ρ= 0.177的信号。这一结果与以往SNLS三年数据透镜分析结果一致。
2018-06-27 astro-ph.CO
Determining Type Ia Supernovae Host galaxy extinction probabilities and a statistical approach to estimating the absorption-to-reddening ratio $R_V$
我们调查的Ia型超新星的消光值的限制，以统计确定最可能的颜色过剩，E（B-V），与银河系的距离，并使用这些统计数据来确定的吸收，红化比，$R_V$，在宿主星系的尘埃。我们确定了59个星系的基于像素的尘埃质量表面密度图，这些星系来自于对邻近星系的关键洞察：一个使用\textit{Herschel}的远红外巡天（KINGFISH，Kennicutt等人（2011））。我们使用Ia型超新星的光谱模板（Hsiao et al. 2007），对$R_V$ = 3.1的色过剩E（B-V）进行了蒙特卡罗模拟，并研究了色过剩概率E（B-V）与投影径向星系中心距离的关系。此外，我们还利用观测到的三个KINGFISH星系的SN 1989 B、SN 2002 bo和SN 2006 X的光谱对模型进行了检验。最后，我们确定了Sa-Sap，Sab-Sbp，Sbc-Scp，Scd-Sdm，S 0和不规则星系类作为$R/R_{25}$函数的最可能红化。我们发现，最大的预期红化概率是在Sab-Sb和Sbc-Sc星系，而S 0和不规则星系是非常贫穷的尘埃。本文提出了一种利用色余概率函数确定吸收红化比$R_V$的新方法，并对在Sab-Sbp星系中观测到的21个Ia型超新星和在Sbc-Scp星系中观测到的34个Ia型超新星的样本进行了计算，得到了吸收红化比$R_V$ = 2.71 $\pm$ 1.58和吸收红化比$R_…
2016-01-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining R$_V$ Variation Using Highly Reddened Type Ia Supernovae from the Pantheon+ Sample
Ia型超新星（SNe Ia）是测量宇宙膨胀历史的有力工具，但超新星周围尘埃的影响仍然未知，是一个关键的系统不确定性。改进我们对尘埃的经验描述的一种方法是分析高度红化的Ia超新星（$E(B-V)>0.4$，大致相当于拟合的SALT 2光变曲线参数$c>0.3$）。在最近发布的Pantheon+样本中，有57个SNe Ia被删除，因为它们的颜色很高（颜色高达$c=1.61$），这可以为理解视线$R_V$提供巨大的杠杆作用。先前的研究声称，$R_V$随着颜色的变红而减少，尽管尚不清楚这是由于有限的统计数据、选择效应还是其他解释。为了验证这一说法，我们拟合了两个独立的颜色-光度关系，一个是主宇宙学样本（$c<0.3$），另一个是高度变红的（$c>0.3$）SNe Ia。我们发现颜色-光度系数的变化与零一致。此外，我们比较的数据与不同的颜色模型的模拟，并发现，数据更喜欢一个模型与平坦的依赖$R_V$的颜色下降的依赖。最后，我们的研究结果强烈支持，视线$R_V$的SNe Ia不是一个单一的值，但形成一个分布。
2022-09-01 astro-ph.CO
Estimating the contribution of foreground halos to the FRB 180924 dispersion measure
快速射电爆发（FRB）色散测量（DM）记录了电离重子的存在，这些重子在其他技术中是不可见的，从而能够解决宇宙网络中的物质分布。在这项工作中，我们的目标是估计的贡献FRB 180924 DM前景星系晕。ASKAP定位于一个大质量星系，这条视线值得注意的是对DM（$\rm DM_{cosmic} = 220~pc~cm^{-3}$）的估计宇宙网贡献，它小于从Macquart关系（$280~\rm pc~cm^{-3}$）估计的主机红移（$\rm z = 0.3216$）的平均值。在宇宙网的有利模型中，这表明在小撞击参数（$\lesssim 100$ kpc）下与前景晕的交叉很少。为了验证这一假设，我们用VLT/MUSE和Keck/LRIS对$\sim$ 1'视线范围内的场星系进行了分光观测。此外，我们开发了一种概率方法，利用来自宽场DES和WISE成像的光度红移。我们的结论是，没有星系晕，密切相交的视线，也是净DM的贡献，从晕，$\rm DM_{halos}< 45~pc~cm^{-3}$（95% c.l.）。该值低于使用普朗克$ΛCDM$模型和Aemulus晕质量函数从“平均”视线（$121~\rm pc~cm^{-3}$）估计的$\rm DM_{halos}$，并合理地解释了其低$\rm DM_{cosmic}$值。我们的结论是，FRB 180924代表了宇宙中预测的大多数视线，没…
2021-08-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Ray-Tracing Analysis of Anisotropic Neutrino Radiation for Estimating Gravitational Waves in Core-Collapse Supernovae
提出了一种射线追踪方法来估计超新星核中各向异性中微子发射产生的引力波。为了计算引力波形，我们推导出一个有用的形式，这也适用于三维计算的解析公式。推动核心崩溃之前的缓慢旋转的证据，我们专注于中微子发射和质子中子星外的物质运动的非球面性。基于模拟SASI辅助的中微子加热爆炸的二维模型，采用后处理的射线追踪方法计算了中微子各向异性，并计算了相应的波形。通过这些计算，发现与先前通过逐射线分析估计的波形相比，波形表现出更多的变化（例如，Kotake等人（2007））。除了一个积极的增长功能，这是预测确定的总波振幅占主导地位，波形显示出大的负增长的SASI的增长过程中的一些时代。发现这些特征源于横向方向上的中微子发射过量，这可以通过射线追踪计算精确地捕获。由于射线追踪方法适当地考虑了中微子的负贡献和中微子的散射，使得波的振幅比以前的估计小了一个数量级以上，从而使它们很难被探测到星系源。另一方面，指出物质运动产生的GW谱在$\sim 100$ Hz附近有一个峰值，这可能是SASI引发的超新星爆炸的特征。（节略）
2009-09-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Case for Space: Estimating Precise Time Delays from Ground- and Space-Based Observations of Lensed Supernovae with Glimpse
University of Cambridge（剑桥大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）
本文提出Glimpse模型，通过结合分辨和未分辨观测，首次实现对引力透镜超新星时间延迟的高精度估计，为Rubin-LSST时代$H_0$约束提供支持。
2026-02-13 astro-ph.CO astro-ph.IM
(Mis-)Interpreting supernovae observations in a lumpy universe
来自“点光源”（如超新星）的光被观察到的光束宽度与光源的大小相当-通常小于1 AU。这样的光束探测器的物质和曲率分布与N体模拟或微扰理论中的粗粒度表示非常不同，这些粗粒度表示在远大于1 AU的尺度上平滑。光束通常会穿过未聚集的暗物质和平均密度远低于宇宙平均值的氢，并穿过暗物质晕和氢云。使用N-体模拟，以及一个Press-Schechter的方法，我们量化的密度概率分布作为光束宽度的函数，并表明，即使对于Gpc长度的光束的直径为500千秒差距，大多数视线是显着的密度不足。从这一点上，我们认为，模拟AU直径光束的概率分布是绝对关键的。标准的分析预测这样小的光束尺寸的一个巨大的变化，和非线性校正似乎是不平凡的。由于膨胀率模型的不确定性，我们甚至不清楚低密度区域是否会导致光源变暗或变亮，而膨胀率是主要的贡献。通过考虑不同的合理的近似产生非常不同的宇宙学，我们认为，精确建模超窄光束仍然是精密宇宙学的一个关键问题。当比较SN观测与BAO或CMB距离时，这可能表现为角直径和光度距离之间的不一致。
2012-05-22 astro-ph.CO gr-qc
The impact of weak lensing on Type Ia supernovae luminosity distances
当Ia型超新星被用来推断宇宙学参数时，它们的光度与均匀宇宙学的光度进行比较。在本说明中，我们提出了一个测试，以检查在何种程度上已经观察到的SN Ia的视线，平均物质密度是\textit{not}代表均匀的背景。我们应用我们的测试，万神殿超新星Ia汇编，并找到两个红移箱，这表明一个中等偏置过密度在$\sim 2σ$。我们修改特里普估计明确地去透镜超新星Ia的幅度，并表明，这减少了哈勃图残差的分散。然而，使用我们修订的Tripp估计量，在$Λ$ CDM中Pantheon对宇宙学参数的影响很小，平均值从$Ω_{\rm m} = 0.317 \pm 0.027$（基线）到$Ω_{\rm m} = 0.312 \pm 0.025$（去透镜）的变化很小。对于平面$w$ CDM病例，是$Ω_{\rm m} = 0.332 \pm 0.049$和$w = -1.16 \pm 0.16$（基线）与$Ω_{\rm m} = 0.316 \pm 0.048$和$w = -1.12 \pm 0.15$（去透镜）。我们注意到，透镜效应对宇宙学参数的影响可能会更大，为未来的高z调查。
2023-01-18 astro-ph.CO
The Effect of Weak Lensing on Distance Estimates from Supernovae
使用样本的608 Ia型超新星从SDSS-II和BOSS调查，结合样本的前景星系从SDSS-II，我们估计弱透镜收敛为每个超新星的视线。我们发现这个测量和哈勃残差之间的相关性与透镜效应的预测是一致的（在1.7 sigma的显著性。强相关性也被发现之间的残差和超新星滋扰参数的线性校正后应用。当考虑这些其他相关性时，在1.4 σ处检测到透镜化信号。我们第一次表明，从超新星的距离估计，可以提高透镜时，包括一个新的参数，在SALT 2的方法来确定距离模量。新参数的恢复值与透镜效应预测一致。利用WMAP 7的CMB数据、HST和SDSS BAO测量的H 0数据，我们找到了新的透镜参数的最佳拟合值，并表明Omega_m和w的中心值和不确定度不受影响。超新星的透镜效应，虽然在这个低红移的样本中只看到了边缘意义，但对于下一代的调查，如DES和LSST，这将是系统学主导的至关重要的。
2013-12-09 astro-ph.CO
Constraints on anisotropic cosmic expansion from supernovae
我们通过估计Ia型超新星（SN Ia）哈勃图在低红移（z<0.2）的半球各向异性来检验宇宙膨胀的各向同性。我们比较最适合的哈勃图对半球和搜索的最大不对称的方向。对于一个各向同性的宇宙，我们预期只有一个小的不对称性，由于噪音和附近结构的存在。这个检验不依赖于假设的宇宙内容、假设的引力模型或宇宙的空间曲率。由于大尺度结构的可能的波动的预期进行评估的Λ冷暗物质（ΛCDM）模型，并比较超新星的数据从宪法设置为四个不同的光变曲线拟合，从而允许系统的影响进行研究。哈勃膨胀的半球形不对称性的预期数量级与观察到的数量级一致。哈勃不对称的方向是在95%的置信水平（CL）下建立的。使用MLCS 2k 2和SALT II光变曲线拟合器。在（l，b）~（-35°，-19 °）方向膨胀率最大，这与其他研究报道的方向一致。它的幅度与ΛCDM模型的预期并不矛盾。测得的哈勃各向异性为ΔH/H ~ 0.026。95% C. L。膨胀不对称性ΔH/H<0.038。
2013-05-03 astro-ph.CO gr-qc
Carnegie Supernova Project: Fast-Declining Type Ia Supernovae as Cosmological Distance Indicators
Carnegie Observatories（卡内基观测站）；American Public University System（美国公立大学系统）；Independent University, Bangladesh（孟加拉独立大学）；Observatories of the Carnegie Institution for Science（卡内基科学研究所天文台）；George P. and Cynthia Woods Mitchell Institute for Fundamental Physics and Astronomy, Texas A&M University（德克萨斯农工大学乔治·P·辛西娅·伍兹基础物理与天文学研究所）；Institute for Astronomy, University of Hawai’i at Manoa（夏威夷大学马诺阿分校天文学研究所）；Planetary Science Institute（行星科学研究所）；Hamburger Sternwarte（汉堡天文台）
本文研究了快速衰减Ia型超新星作为宇宙距离指示器的适用性，开发了基于颜色的简单估算方法，并揭示了颜色受光球温度影响而非尘埃消光的物理机制。
2026-02-17 astro-ph.CO
Estimating the uncorrelated dark energy evolution in the Planck era
状态方程$w(z)$是暗能量最重要的参数。我们重建这个状态方程的演化模型独立的方式使用最新的宇宙微波背景（CMB）数据从普朗克和其他观测，如Ia型超新星（SNe Ia），重子声学振荡测量（SDSS，6dF，BOSS，和WiggleZ），和哈勃参数值$H(z)$。结果表明，在$2σ$置信水平下，物态方程与宇宙学常数是一致的，而不倾向于动力学暗能量。Planck CMB数据得到的暗能量约束的不相关状态方程比WMAP 9年CMB数据得到的约束严格得多。
2013-12-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Kinematic Constraints on Spatial Curvature from Supernovae Ia and Cosmic Chronometers
本文提出了一种独立于动力学模型，由数据估计空间曲率$Ω_k$的方法，即用三次多项式表示同动距离（$D_{C}(z)$），用二次多项式表示哈勃参数（$H(z)$），用一次多项式表示减速参数（$q(z)$）。所有这些参数化都是作为红移$z$的函数进行的。我们使用了Pantheon汇编的SNe Ia数据集，其中1048个距离模数在$0.01<z<2.3$范围内估计，具有系统和统计误差，以及31个$H(z)$数据的汇编，这些数据是从宇宙计时器估计的。$D_C(z)$参数化的空间曲率为$Ω_{k}=-0.03^{+0.24+0.56}_{-0.30-0.53}$。减速参数$q(z)$的参数化结果为$Ω_{k}=-0.08^{+0.21+0.54}_{-0.27-0.45}$。$H(z)$参数化显示$H(z)$和SNe Ia数据约束之间不兼容，因此未合并这些分析。$D_C(z)$和$q(z)$参数化与宇宙微波背景辐射的许多暴胀模型和数据所预测的空间平坦宇宙是相容的。这种类型的分析是非常有吸引力的，因为它避免了任何偏见，因为它不依赖于对宇宙物质含量的假设来估计$Ω_k$。
2020-10-23 astro-ph.CO gr-qc
Constraining the physical properties of Type II-P supernovae using nebular phase spectra
我们提出了一个研究的星云相位谱的样本II型高原超新星与确定的祖先或限制性的限制。线通量，形状和速度的演变进行了比较内的样本，并解释使用的频谱合成代码。数据集内的小多样性可以通过爆炸期间发生的强烈混合来解释，并且通过认识到大多数线具有来自H包络中的原始金属的显著贡献来解释，H包络在这些类型的物体中占主导地位。特别是，当使用[O I] 6300，6364埃的双重态来估计恒星的核心质量时，必须注意考虑到包层中原始O的发射。最后，H-α线宽和56 Ni的质量之间的相关性，这表明更高的能量爆炸与更高的56 Ni产量。
2011-11-30 astro-ph.CO astro-ph.SR
On the environments of type Ia supernovae within host galaxies
本文通过对102个超新星爆发事件发生地的环境分析，提出了Ia型超新星（SNe~Ia）前身星的制约条件。H-α和GALEX近紫外图像被用来跟踪正在进行的和最近的恒星形成（SF），而宽带B，R，J，K成像也进行了分析。利用像元统计，我们发现SNe~Ia与H-α辐射的关联程度是所有超新星类型中最低的。还发现它们不跟踪近紫外发射。由于后者在小于1亿年的时间尺度上追踪SF，这排除了任何极端的“即时”延迟时间作为SNe~Ia的主导祖通道。SNe~Ia最好地跟踪了其宿主星系的B波段光分布。这意味着恒星形成星系内的人口主要是由相对年轻的祖先。分裂SNE由他们的（B-V）颜色在最大的光，“红色”的事件显示出更高程度的关联HII地区，并发现更集中在主机内。我们讨论了可能的解释，这一结果的视线灭绝和祖细胞的影响。没有证据表明SN拉伸和环境属性之间的相关性。
2014-12-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Line-of-sight effects in strong lensing: Putting theory into practice
提出了一种通过图像重建精确推断星系尺度强透镜系统视线积分透镜效应的简单方法。我们的方法使我们能够从主要的强透镜偏转器中分离出弱透镜LOS效应。我们使用模拟数据测试我们的方法，并表明强透镜系统可以精确探测宇宙剪切，其剪切项的精度为HST类数据集的$\pm 0.003$（统计误差）。我们应用我们的形式主义重建镜头COSMOS 0038+4133和它的视线。此外，我们估计的LOS属性与晕渲染估计的基础上的COSMOS场星系和星系晕连接。这两种方法在其信息内容上是独立的和互补的。我们发现，当估计在强透镜系统的收敛，进行联合分析提高了一个因素的两个相比，晕模型的分析措施。此外，强透镜重构的约束导致了LOS星系晕质量的更严格的约束。多个强透镜系统的联合约束可能会增加有价值的信息，星系晕连接，并可能允许独立的弱透镜剪切测量校准。
2017-04-28 astro-ph.CO
Supernovae Ia, high-redshift probes, and the Hubble tension: current status and future perspectives
本文总结SNe Ia分箱分析显示H0随红移下降（η≈0.01），并讨论GRBs和QSOs等高红移探针以扩展哈勃图，应对哈勃常数危机。
2025-01-24 astro-ph.CO
Prospects for observing strongly lensed supernovae behind Hubble Frontier Fields galaxy clusters with the James Webb Space Telescope
测量强透镜超新星（SNe）的时间延迟正在成为一种新的和独立的工具，估计哈勃常数$(H_0)$。鉴于最近探测不同距离范围的两种方法的$H_0$值不一致，这一点非常重要。这项技术的成功将取决于我们发现具有可测量时间延迟的强透镜SNe的能力。本文利用最近发表的透镜模型，给出了哈勃前沿场（HFF）星系团后面多重成像星系的放大率和时间延迟。继续我们以前对Abell 1689（A1689）和Abell 370所做的工作，我们还展示了用即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）观测HFF星团后面的强透镜SNe的前景。在一年内进行4次1小时访视时，所有6个HFF簇的总期望值为F115 W波段的$\sim0.5$核心塌陷（CC）SNe和$\sim0.06$ Ia型SNe（SNe Ia），而F150 W的期望值更高，为$\sim0.9$ CC SNe和$\sim0.06$ SNe Ia。这些估计值与仅测量A1689的预期值相匹配，证明A1689作为引力望远镜的性能优越。在这里介绍的五个HFF星系团中，我们发现F150W将能够探测到93（80）对多重成像星系中的SNe Ia（SNe IIP）爆炸，其时间延迟小于5年。
2019-01-07 astro-ph.CO
Searches for Population III Pair-Instability Supernovae: Impact of Gravitational Lensing Magnification
超亮超新星被认为是由第三星族的祖先产生的，它们以对不稳定性超新星的形式爆炸。Pop III星是宇宙中的第一代恒星，被认为形成于$z \sim 6$。未来的近红外成像设施，如ULTIMATE斯巴鲁，可以通过专门的调查来检测和识别这些PISNe。宇宙中介入结构的引力透镜可以通过将高$z$源群放大到可检测性来帮助检测这些稀有物体。我们使用ULTIMATE-Subaru进行了模拟调查，考虑了视线结构的透镜效应，以评估其对预测检测率的影响。我们比较了LOS质量重建使用观测数据从超Suprime凸轮调查的结果从宇宙学模拟，以测试它们的一致性在计算宇宙中的放大率分布高$z$，但发现，基于数据的方法仍然是有限的无法准确地表征结构超越$z \sim1.2$。我们还评估了一个调查战略，针对大规模的星系团，以利用其大面积的高放大率。我们发现，目标集群可以导致$\sim$的一个因素的增益在预测的数量检测到PISNe在$z > 5$，甚至更高的增益与增加红移，给定我们假设的调查参数。对于在$z \sim 7-9$的最高红移源，空白场巡天不会探测到任何源，而大质量星系团的透镜放大将是观察这个群体所必需的。
2019-03-05 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Evidence for asymmetric distribution of circumstellar material around Type Ia Supernovae
我们研究了低速材料的性质，在视线对附近的Ia型超新星（SNe Ia），已测量晚相星云速度变化（v_neb），被认为是一个独立于环境的观察。我们发现，Na I D1 & D2和Ca II H & K窄混合吸收线的等效宽度分布在具有负和正v_neb的SNe Ia之间有显著差异，而v_neb > 0的SNe Ia的吸收一般较强。类似的结果已经发现以前的颜色分布的超新星Ia，这被解释为一个依赖于温度的喷出物与视角。我们的工作表明：1）这些颜色差异的很大一部分应归因于消光，2）这种消光是由星周物质（CSM）的不对称分布引起的，3）CSM吸收通常在与点火发生相反的喷出物一侧更强。由于很难通过爆炸前发生的任何已知物理过程来解释3），我们认为CSM的不对称性是由爆炸后发生点火的喷出物一侧较强的电离通量引起的，可能是由于喷出物一侧较强的冲击爆发和/或更多暴露的放射性物质。这一结果对祖细胞和爆炸模型都有重要意义。
2012-06-20 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Reconstructing the Lensing Mass in the Universe from Photometric Catalogue Data
对单个物体的高精度宇宙学距离测量，如时间延迟引力透镜或Ia型超新星，受到沿视线的星系和星系群的弱透镜扰动的影响。在时间延迟引力透镜中，“外部会聚”kappa可以主导推断距离的不确定性，从而主导宇宙学参数。在本文中，我们试图重建卡帕，由于视线结构，使用一个简单的晕模型。我们使用模拟目录从千年模拟，校准和比较我们重建的P（Kappa）射线跟踪Kappa“真”值，考虑到现实的观测不确定性。我们发现kappa的重建比星系数计数的精度提高了约50%。我们发现，最低的kappa视线有最好的约束P（kappa）。在预期的镜头的大的未来样本，我们发现，选择第三个系统的最高精度kappa估计给出了一个无偏的时间延迟距离测量的样本，只有~1%的不确定性，由于视线的外部收敛效应。光度数据足以预先选择最佳约束的视线，并且可以在光变曲线监测投资之前完成。相反，我们表明，选择具有高外部剪切的视线，与重建模型，诱导偏差高达1%的时间延迟距离。我们发现，一个主要的潜在来源的系统误差是不确定性在高质量端的恒星质量晕质量关系，这可能会引入2%的偏差的时间延迟距离，如果完全忽略。我们建议改进这个一般分析框架（包括更复杂的治疗高质量结构），应该允许更准确的宇宙学推论。
2013-03-26 astro-ph.CO
Host Galaxy Mass Combined with Local Stellar Age Improve Type Ia Supernovae Distances
Ia型超新星（SNe Ia）是一种可测量的蜡烛，但十多年来，人们一直在争论如何正确解释它们与宿主星系属性的相关性。使用贝叶斯分层模型UNITY，我们同时适合的SN Ia光变曲线和主机星系标准化参数的一组103斯隆数字巡天II SNe Ia。我们调查的主机恒星质量的影响，以及本地化（$r<3$ kpc）和主机集成的平均恒星年龄，来自恒星人口合成模型。我们发现，光变曲线形状（$α$）的标准化与主机星系标准化条款（$γ_i$）需要同时拟合。此外，我们发现，这些相关性本身是依赖于宿主星系恒星质量，其中包括在颜色项（$β$）的$0.8 \mathrm{mag}$，只有显着的$1.2σ$由于小样本的转变。我们发现在$3.7σ$水平上的线性宿主质量标准化项，其本身并不能显著提高单个SN Ia距离的精度。然而，一个标准化，使用恒星质量和平均当地恒星年龄被发现是显着的$>3σ$在二维后方空间。此外，标准化后Ia超新星绝对星等的无法解释的离散度从$0.122^{+0.019}_{-0.018}$减小到$0.109\pm0.017$ mag或$\sim10\%$。在使用全球年龄时，我们没有看到类似的改善。这种组合与影响Ia型超新星光度的金属丰度或视线尘埃一致。
2020-12-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Bayesian constraints on dark matter halo properties using gravitationally-lensed supernovae
本文应用分层贝叶斯方法对Ia型超新星观测数据进行分析，通过星系的引力透镜效应来限制超新星视线上星系暗物质晕的性质。使用嵌套采样算法{ \sc MultiNest}探索了暗物质晕参数的全联合后验分布，该算法还有效地计算了贝叶斯证据，从而促进了鲁棒的模型比较。我们首先证明了该方法的能力，通过将其应用到现实的模拟SNIa数据，基于真实的3年数据发布的超新星遗产调查（SNLS 3）。假设在我们的模拟中的晕参数的典型值，我们发现类似于现有SNLS 3数据集的目录不能检测透镜信号，但是包含大约三倍于SNIa的目录确实产生了两个晕模型的鲁棒和准确的参数约束和模型选择结果：截断奇异等温球（SIS）和Navarro-Frenk-White（NFW）配置文件，从而验证我们的分析方法。在真实SNLS 3数据的分析中，与以前的研究相反，我们只得到了一个非常边缘的检测透镜信号和弱约束的截断SIS模型的晕参数，虽然这些约束比从等效的模拟SNIa数据集得到的约束更严格。这种差异是由一个首选值的$η\approx 1$在假定的缩放律$σ\propto L^η$之间的速度色散和光度，这是略高于规范值的$η= \tfrac{1}{4}$和$η= \tfrac{1}{3}$的早期和晚期型星系，分别，并导致更强的透镜效应的晕。对于NFW模型，没有检测到透镜信号。
2013-01-04 astro-ph.CO
Unburned Material in the Ejecta of Type Ia Supernovae
利用CSP获得的早期光谱研究了正常Ia型超新星（SNeIa）喷出物中未燃烧物质的存在。来自C+O白矮星祖先恒星的原始物质的标志是碳的存在。SNeIa光谱中最突出的碳谱线是由C Ⅱ产生的。我们发现，样品中至少有30%的物体在~6300 AA处显示出归因于C II 6580的吸收。认为不太可能与H_alpha相关。这些发现意味着一个更大的发生率的碳在SNeIa喷出物比以前指出的。我们展示了观测偏差和物理条件如何隐藏这些C II线，并解释了以前碳检测的稀缺性。这种相对较大的碳检测频率对我们理解爆炸过程具有重要意义。观测结果表明，碳只存在于硅II体上方约1000 km s^-1处。光谱模型表明，探测到的碳质量为10^-3- 10 ^-2 M太阳。这将意味着大量的混合，这可能与火焰传播的不对称性或沿视线的未燃烧材料的团块有关。然而，C II和Si II速度之间的关系的均匀性与后一种情况不一致。比较了有和没有碳信号的SNeIa的观测特性。发现含碳天体的颜色有变蓝和光度降低的趋势。
2011-10-17 astro-ph.CO
The Hubble constant from two sibling Type Ia supernovae in the nearby galaxy NGC 4414: SN 1974G and SN 2021J
在同一个星系中有两颗“兄弟”Ia型超新星（SNe Ia）提供了额外的优势，可以减少估算哈勃常数$H_{0}$时所涉及的各种系统误差。NGC 4414是一个邻近的星系，包含在哈勃太空望远镜关键项目中，使用造父变星测量它的距离。它有两个姊妹SNe Ia：SN 2021 J和SN 1974 G。这提供了提高先前仅基于SN 1974 G的$H_{0}$估计值的精确度的机会。在这里，我们提出了新的光学$BVRI$测光在内华达山脉天文台获得的，并补充它与雨燕UVOT $UBV$数据，其中包括前70天的SN 2021 J的排放。第一次看SN 2021 J的光谱获得与大加那利望远镜（GTC）揭示了典型的SN Ia型功能。利用基于模板的光变曲线拟合程序SNooPy，得到了两个兄弟超新星的主要超新星光度参数。用一个从联合万神殿样品中得到的红移范围为$z = 0.02-0.075$的96个Ia型超新星的样品，用一个层次的定标方法建立了哈勃图，并用NGC 4414中的两个Ia型超新星对零点进行了定标。我们报告了一个哈勃常数$H_{0}$ $= 72.19 \pm 2.32$（stat.）$\pm 3.42$（系统）km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$。我们希望在使用即将到来的Gaia DR 4和来自HST和JWST的其他造父变星对造父变星的周期-光度关系进行新的分析后，系统误差会减少。
2022-10-04 astro-ph.CO
Large scale environmental bias of the QSO line of sight proximity effect
本文分析了宇宙学环境中高红移类星体周围星系际物质的邻近区。在一个盒子的64小时-1百万秒差距的基础长度，我们采用暗物质只有模拟。为了估计氢的温度和密度分布，我们使用有效状态方程。氢被假定为在光电离平衡与模型背景通量，这是适合最近的平均光学深度和传输通量统计的观测。在红移z = 3，4和4.8时，我们选择模拟中确定的20个最大质量晕和100个较小质量晕中心的模型类星体位置。从每个假设的类星体位置，我们投下100个随机视线，两个盒子的长度，包括电离分数的变化，类星体通量场，并推导出模拟Lyα谱。邻近效应描述了平均归一化光学厚度τ_（max）= τeff，QSO/τeff，Lyα作为QSO和背景场电离率之比的函数，ω = ΓQSO/ΓUVB，也就是说分布图τ_（max）=（1 + ω/α）-0.5，其中引入了强度参数α。强度参数测量与理论背景模型的偏差，并用于量化环境密度场的任何影响。我们重现的邻近效应，这是不受主机晕质量的无偏测量。不同的视线和不同的类星体宿主位置之间的散射随着红移的减小而增加。在主晕周围，我们只发现在同向运动半径为1 < rc <10 h-1 Mpc的邻近区有轻微的平均超密度。然而，一个明确的幂律相关性的强度参数与平均过密RC被发现，高估的电离背景在过密区域和低估在欠密区域。
2011-05-03 astro-ph.CO
Redshift and distances in a ΛCDM cosmology with non-linear inhomogeneities
受精密宇宙学的曙光和即将到来的高精度和体积星系调查的财富的启发，在本文中，我们研究了不均匀性对光在平坦的Λ CDM背景中传播的影响。为此，我们使用爱因斯坦方程的精确解（Meures & Bruni 2011），其中，从小的波动开始，不均匀性从标准增长模式产生并变得非线性。虽然这些模型中的物质分布必然是理想化的，但仍然有足够的自由来假设沿着视线的任意初始密度分布。因此，我们可以对各种尺寸和分布的过密度和空隙进行建模，例如，单谐波正弦模式、耦合模式和Λ CDM背景中的更一般的分布。我们的模型允许光传播问题的精确处理，因此结果不受近似和明确的影响。沿着视线与密度不均匀性的平均尺度小于哈勃半径，我们发现距离红移关系偏离弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克（FLRW）的结果可以忽略不计。相反，如果我们沿着与背景不具有相同平均密度的视线观察，我们会发现FLRW距离红移关系有很大的偏差。因此，如果我们沿着通常比宇宙平均密度更大或更小的视线进行观测，可能会在宇宙学观测的分析中引入一个可能的大系统，例如超新星。反过来，这可能导致错误的参数估计：即使宇宙学原理是有效的，在非均匀宇宙中识别真实的FLRW背景可能比通常假设的要困难。
2012-01-06 astro-ph.CO
ECoPANN: A Framework for Estimating Cosmological Parameters using Artificial Neural Networks
在这项工作中，我们提出了一种新的方法来精确估计宇宙学参数的人工神经网络（ANN）的基础上，和一个名为ECoPANN（估计宇宙学参数与ANN）的代码开发，以实现参数推断。利用模拟得到的宇宙微波背景（CMB）温度功率谱，对协调宇宙学模型的基本参数进行了估计，并对人工神经网络方法进行了检验。结果表明，人工神经网络的最佳拟合值和参数的误差，以及参数之间的相关性相比，马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法表现优异。此外，对于一个训练有素的神经网络模型，它能够估计多个实验，具有不同的精度，这可以大大减少时间和计算资源的参数推断的消耗。此外，我们扩展的人工神经网络的多分支网络，以实现联合约束的参数。我们用CMB、Ia型超新星和重子声学振荡的模拟温度和偏振功率谱对多分支网络进行了检验，得到了与MCMC方法几乎相同的结果。因此，我们认为人工神经网络可以为准确、快速地估计宇宙学参数提供一种替代方法，而ECoPANN可以应用于宇宙学乃至其他更广泛的科学领域的研究。
2022-04-27 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.data-an
Photometric classification of type Ia supernovae in the SuperNova Legacy Survey with supervised learning
在大规模天文巡天时代，由于可用于候选星跟踪和分类的光谱资源有限，超新星光度分类已成为一个重要的研究领域。在这项工作中，我们提出了一种方法来光度分类Ia型超新星的基础上机器学习的红移是来自SN光变曲线。这种方法是在SNLS延迟管道的真实数据上实现的，SNLS延迟管道是一个纯粹的光度管道，它在高红移（$0.2<z<1.1$）处识别SNe Ia。我们的方法包括两个阶段：特征提取（从测光获得SN红移和估计光曲线形状参数）和机器学习分类。我们研究了不同算法的性能，如随机森林和提升决策树。我们使用SN模拟和超新星遗产调查（SNLS），其中包含大型光谱和光度分类Ia型样本的前3年的真实数据来评估性能。使用曲线下面积（AUC）度量，其中完美分类由1给出，我们发现我们的最佳性能分类器（极端梯度提升决策树）的AUC为$0.98$。我们表明，它是可能的，以获得一个大的光度选择Ia型SN样品的估计污染小于$5\%$。当应用到SNLS的前三年的数据，我们得到529个事件。我们调查分类模拟SNe，和真正的SN调查数据之间的差异。特别是，我们发现，应用一套彻底的选择削减的SN样本是必不可少的良好的分类。这项工作首次证明了机器学习分类在高$z$ SN调查中的可行性，并将其应用于实际SN数据。
2016-11-24 astro-ph.CO astro-ph.IM
Analysis of methods for detecting the proximity effect in quasar spectra
使用数值模拟的结构形成，我们研究了多种方法来确定在HI Lyalpha森林的邻近效应的强度。我们分析了Hydro-Particle-Mesh模拟的三个高分辨率（~ 10 kpc）红移快照（z= 4，3，2.25），得到了真实的HI Lyalpha森林的吸收谱。我们开始我们的分析调查的内在偏见认为出现在广泛采用的标准技术相结合的多条视线时，搜索邻近效应。我们证实了这种偏见的存在。然后，我们集中在分析的邻近效应沿个人的视线。我们构建的邻近效应强度分布（PESD），并确认从一个简单的平均技术推断的PESD准确地恢复在所有红移的邻近效应的输入强度。此外，PESD密切遵循的行为中发现的类星体光谱的观测样本。然而，从我们的新的模拟视线所获得的PESD呈现出一些简单的蒙特卡罗模拟的差异。在开发了三种新的理论方法恢复的强度的邻近效应对个人的视线，我们比较其准确性的PESD从简单的平均技术。我们所有的新方法都是基于最大化的似然函数，虽然调用一些修改。这里提出的新技术不能以无偏的方式恢复输入邻近效应。因此，采用复杂的3D模拟，我们提供了强有力的证据，有利于从简单的平均技术获得的邻近效应强度分布，作为估计紫外线背景强度的方法，没有任何偏见。
2010-09-24 astro-ph.CO
Reconstructing Functions and Estimating Parameters with Artificial Neural Networks: A Test with the Hubble Parameter and SNe Ia
在这项工作中，我们提出了一种新的非参数方法，用于使用人工神经网络（ANN）从观测数据重建函数，该方法对数据没有任何假设，并且是一种完全数据驱动的方法。我们通过重建函数的哈勃参数测量$H(z)$和距离红移关系$D_L(z)$的Ia型超新星测试人工神经网络方法。我们发现，$H(z)$和$D_L(z)$都可以以高精度重建。此外，我们还利用$H(z)$和$D_L(z)$的重构函数估计了宇宙学参数，发现其结果与直接利用观测数据得到的结果一致。因此，我们认为，人工神经网络重构的函数可以代表观测数据的实际分布，并可用于进一步宇宙学研究中的参数估计。此外，我们提出了一种训练和评估神经网络的新策略，并且已经开发了使用ANN重建函数的代码并可供下载。
2022-08-24 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.data-an
Internal Robustness: systematic search for systematic bias in SN Ia data
目前，人们正致力于理解、估计和消除宇宙学数据中的系统误差。在Ia型超新星的特殊情况下，系统学开始主导误差预算。在这里，我们提出了一个贝叶斯工具进行系统的搜索系统的污染。这是标准拟合优度检验的延伸，不仅可以交叉检查原始数据或处理后的数据是否存在系统分类，还可以确定最有可能受到污染的数据。我们成功地测试了我们的工具与模拟目录，并得出结论，Union2.1数据不具备大量的系统。最后，我们表明，如果一个包括在Union2.1的超新星，最初没有质量削减，我们的工具信号的存在超过3.8西格玛的置信水平的系统。
2013-01-11 astro-ph.CO physics.data-an
Examining extinction distributions for type Ia supernovae in simulated 3D galaxies
Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa（里斯本大学高等技术学院）；Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa（里斯本大学科学学院空间天体物理与科学研究所）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；DARK, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所DARK中心）
使用辐射传输模拟研究Ia型超新星在不同星系环境中的消光分布，发现标准指数模型低估低消光事件、高估高消光事件，而双参数Weibull或指数化指数分布能更准确描述消光概率密度函数。
2026-08-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Super Luminous Ic Supernovae: catching a magnetar by the tail
我们报告了迄今为止发现的五个最低红移超亮Ic型超新星（SL-SNe Ic）的广泛观测数据，即PTF 10 hgi，SN 2011 ke，PTF 11 rks，SN 2011 kf和SN 2012 il。在峰值后+50到+230天的瞬态测光成像结合宿主星系减法揭示了四个SL-SNe的发光尾相。来自xshooter的高分辨率、光学和近红外光谱提供了在SN 2012 il的光谱（+50 d）中检测到宽的He I $λ$ 10830发射线，揭示了至少一些SL-SNe Ic不是完全不含氦的。初看起来，我们测量的尾部光度下降率与\co的放射性衰变一致，并且需要1- 4 M的\ni来产生光度。这些\ni质量不能与峰值处的短扩散时间一致，并且确实不足以为峰值亮度提供动力。相反，我们倾向于新生磁星的能量沉积作为这些物体的动力源。一个半解析扩散模型与能量输入的自旋下降的磁星再现广泛的光变曲线数据以及。所需的喷出物的速度和温度的模型预测是在合理的协议，从我们的观察确定。导出了$0.4\lesssim E$（$10^{51}$ erg）$\lesssim6.9$的磁星能量和$2.3\lesssim M_{ej}$（\M）$\lesssim 8.6$的喷出物质量。这里展示的5个SL-SNe Ic的样本，结合SN 2010 gx-迄今为止最好的SL-SNe Ic样本-指向磁星驱动的爆炸，作为所有SL-SNe …
2013-05-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
