Comparison of cosmological parameter inference methods applied to supernovae lightcurves fitted with SALT2
我们提出了一个比较两种方法的宇宙学参数推断超新星Ia光曲线与SALT 2技术。标准的卡方方法和最近提出的贝叶斯分层方法(BHM)分别适用于相同的模拟集的基础上,3年的数据发布的超新星遗产调查(SNLS 3),也从斯隆数字巡天(SDSS),低红移样本和哈勃太空望远镜(HST)的数据,假设一个和谐的LCDM宇宙学。对于这两种方法,我们发现,宇宙学参数的恢复值,和全球滋扰参数控制的拉伸和颜色校正的超新星光变曲线,遭受小的偏见。在这两种情况下,偏差的大小是相似的,BHM产生的结果稍微更准确,特别是当应用于SNLS 3单次测量数据集时,宇宙学参数。最值得注意的是,在这种情况下,两种方法的恢复物质密度$Ω_{\rm m,0}$的偏差方向相反。对于SNLS 3类型数据的任何给定实现,这可能导致两种方法之间的$Ω_{\rm m,0}$估计值的$\sim 2 σ$差异,我们发现真实SNLS 3数据就是这种情况。然而,随着更多的高红移和低红移SNIa样本的加入,两种方法的宇宙学参数估计趋于一致。
2012-07-16 astro-ph.CO
The Absolute Magnitudes of Type Ia Supernovae in the Ultraviolet
本文用Swift紫外/光学望远镜在紫外波段观测到的14颗邻近(红移z = 0.004- 0.027)Ia型超新星(SNe~Ia)的绝对星等和光变曲线形状。颜色和绝对星等的计算都使用了标准的银河系(MW)消光定律和一个大麦云云,已被修改的星周散射。我们发现,与中紫外滤光片(uvm 2 ~2000-2400 A)相比,近紫外滤光片(uvw1_rc在去除可见光后覆盖~2600-3300 A,u ~3000- 4000 A)的行为非常不同。uvw 1_rc-b颜色显示约0.3 mag的散射,而uvm 2-b散射接近0.9 mag。同样,虽然相邻滤光片之间的颜色散射在光学中很小,在近紫外中稍大,但uvm 2-uvw 1颜色中的大散射意味着在2600 A以下光谱可变性明显更大。我们发现,在近紫外线的绝对幅度在峰值亮度正常超新星Ia在我们的样品中与光学衰减率与0.4 MAG的散射,可比的光学在我们的样品中发现。然而,在中紫外线的散射较大,约1等,可能表明金属丰度的差异。我们发现,无论是紫外光曲线的形状或紫外线的颜色和紫外线的绝对幅度之间没有很强的相关性。对于较大的样本,紫外光度可能是有用的,作为一个额外的约束,以帮助确定距离,消光和金属丰度,以提高超新星Ia作为标准蜡烛的实用性。
2010-07-27 astro-ph.CO
Cosmological model with local symmetry of very special relativity and constraints on it from supernovae
基于Cohen \& Pennhow的非常狭义相对论[A. G. Cohen和S. L.《物理学评论》(Phys. Rev. Lett.){ \bf 97}(2006)021601]中,我们提出了对Friedmann-Robertson-Walker(FRW)线元的各向异性修改。引入了任意定向的1-形式,FRW时空成为Randers-Finsler型。1-形式在宇宙中挑选出一个特权轴。因此,宇宙学红移以及哈勃图的Ia型超新星(SNe Ia)成为各向异性。通过对Union 2编译的直接分析,得到了指向\((l,b)=({304^\circ}\pm{43^\circ},{-27^\circ}\pm{13^\circ})\)的特权轴(\(68\%~\rm{C.L.}\))。这条特权轴与通过比较两个半球的最佳拟合哈勃图所获得的轴很接近。应该注意的是,由于各向异性幅度为\(D=0.03\pm 0.03\),因此结果与\(1σ\)水平的各向同性一致。
2013-06-07 astro-ph.CO
Testing the Consistence of Gamma Ray Burst Data-set and Supernovae Union2
本文在假设$Λ$ CDM模型是一个潜在正确的宇宙学模型的前提下,利用{ \it多维一致性检验}检验了伽马射线暴(GRB)数据集和超新星联盟2(SNU 2)的一致性.我们发现探针与$1.456σ$和$85.47%$在概率上是不一致的。通过这一观测,可以得出结论,伽玛暴可以与SNU 2相结合,以约束宇宙学模型。
2010-11-17 astro-ph.CO
Forecasting Cosmological Constraints from the Weak Lensing Magnification of Type Ia Supernovae Measured by the Nancy Grace Roman Space Telescope
Ia型超新星(SNe Ia)的弱透镜放大率对物质的聚集很敏感,并提供了一个独立的宇宙学探测,以补充对SNe Ia距离的测量。Nancy Grace Roman太空望远镜对这种测量非常敏感,因为它可以发现高红移的Ia超新星,并以高精度测量它们。我们提出了一种方法来重建的概率分布的弱透镜放大率$μ$的超新星Ia,$p(μ)$,从观测数据,并用它来约束宇宙学参数。我们发现,重建的$p(μ)$可以准确地拟合由拉伸高斯分布,并用于测量$μ$的方差,$ξ_μ$,这可以与理论预测的似然分析。将我们的方法应用于一组逼真的模拟SNe Ia预期从罗马太空望远镜,我们发现,使用弱透镜放大的SNe Ia约束的物质密度$Ω_m$和物质聚类幅度$σ_8$的组合。单独的SN Ia距离导致$Ω_m$的测量优于1%。SN Ia弱透镜放大率和距离测量的组合导致在$σ_8$上的$\sim$ 10\%测量。罗曼的Ia超新星将有力地约束宇宙学模型。
2020-08-15 astro-ph.CO
Null tests of the cosmological constant using supernovae
宇宙的标准和谐模型是基于宇宙学常数作为加速膨胀的驱动力。这一协调模式正受到越来越多的相互关联的意见。除了使用一般的观测检验,人们还可以设计针对宇宙学常数特定性质的检验。这些零检验不依赖于观测量的参数化,而是关注只有当暗能量是宇宙学常数时才是常数的量。我们使用超新星的数据在零测试的基础上的光度距离。为了以独立于模型的方式提取距离的导数,我们使用高斯过程。我们发现,一致性模型与Union 2.1数据兼容,但误差条相当大。模拟数据集生成的DES超新星调查,我们表明,这项调查将允许更尖锐的零测试的宇宙学常数,如果我们假设宇宙是平坦的。允许空间曲率会降低空检验的功效。
2013-12-05 astro-ph.CO
Effect of Peak Absolute Magnitude of Type Ia Supernovae and Sound Horizon Values on Hubble Tension using DESI results
本研究利用DESI等数据,通过应用Ia型超新星峰值绝对星等和声学视界的数据驱动先验,揭示了两者间的简并性如何影响哈勃常数测量,发现在特定先验下哈勃张力可降至1.2-2σ。
2025-04-23 astro-ph.CO
Consistent use of Type Ia supernovae highly magnified by galaxy clusters to constrain the cosmological parameters
我们讨论了如何强烈放大的前景星系团的Ia型超新星(SNe)应自洽处理时,用于适合的宇宙学参数的样本。虽然SN的星系团透镜放大率可以很好地从不同背景星系的测量红移的多个图像集约束,其值通常取决于用于构建质量模型的宇宙学参数的基准集。在这种情况下,我们不应该天真地将观测到的SN光度通过模型放大率缩小到预期的哈勃图中,这将产生偏差,但要考虑构建质量模型所选择的先验宇宙学参数。我们量化的影响,并发现一个系统误差,通常是百分之几,高达百分之几十,每个放大的SN,可能会传播到宇宙学参数拟合,除非宇宙学假设的质量模型被考虑在内(偏差可以更大,如果SN是躺在非常接近临界曲线)。我们还模拟了这样的偏见如何传播到宇宙学参数适合使用Union2.1样本,辅以强烈放大的SNe。如果只包括少数有偏的SNe,那么由此产生的宇宙学参数的偏差通常在百分之几的水平,并且随着透镜SNe的数量和它们的红移而增加。含有放大的Ia型SNe的样本,例如来自正在进行的聚类调查的样本,应该很容易解释这种可能的偏倚。
2014-05-07 astro-ph.CO
Cosmological acceleration
概述了宇宙可观测部分加速膨胀的理论和观测的现状。目录1.历史介绍2.弗里德曼方程和宇宙加速3。真空能量问题4. 5.关于超新星和重子声学振荡的数据5.1宇宙学入门:宇宙中的距离; 5.2测光距离; 5.3宇宙距离阶梯; 5.4 Ia型超新星的各种光变曲线及其在宇宙学中的应用; 5.5重子声学振荡(BAO); 5.6星系关联函数中的BAO; 5.7超新星与BAO结合的结果摘要; 5.8系统学和对z的依赖; 5.9超新星作为主要的距离指示器; 5.10中子星的合并和标准塞壬方法6.暗能量修正引力8.结论9.附录9.1弗里德曼方程的推导; 9.2宇宙学参数; 9.3标量场
2020-12-09 astro-ph.CO
A Model-independent Test of Cosmic Isotropy with Low-z Pantheon Supernovae
大尺度均匀性和各向同性假设是标准宇宙学模型的主要假设之一。在本文中,我们重新测试宇宙学各向同性使用Ia型超新星(Ia型超新星)的距离提供了最新的Ia型超新星汇编,即万神殿汇编。我们通过选择位于两个红移区间的低红移子样本来执行模型独立分析,即,z $\leq$ 0.10和z $\leq$ 0.20。通过绘制宇宙学参数在天空中的方向不对称性,我们表明,目前的超新星Ia数据有利于宇宙各向同性的假设,因为在地图中发现的各向异性可以主要归因于数据的非均匀天空覆盖,而不是一个实际的宇宙学信号。这些结果证实了在低红移宇宙中没有任何证据反对宇宙学原理。
2018-09-28 astro-ph.CO
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
A tomographic test of cosmological principle using the JLA compilation of type Ia supernovae
我们测试的宇宙学原理,通过拟合偶极调制的距离模和宇宙学红移方面的这种调制的演变搜索。基于红移层析方法,我们将Ia型超新星的联合光变曲线分析汇编划分为不同的红移区间,并采用马尔可夫链蒙特卡罗方法来推断每个红移区间内的各向异性振幅和方向。然而,我们没有发现任何显着偏离宇宙学原理,和各向异性振幅严格限制在$95\%$的置信水平小于千分之几。
2018-05-10 astro-ph.CO gr-qc
Model-independent measurement of the Hubble Constant and the absolute magnitude of Type Ia Supernovae
本研究提出一种不依赖宇宙学模型的非局域方法,联合HII星系平移哈勃图与Ia型超新星哈勃图推断哈勃常数,发现其仅与Ia超新星B波段绝对星等强简并,可通过独立约束该星等提升精度,方法可扩展至高红移。
2025-06-17 astro-ph.CO
JAX-bandflux: differentiable supernovae SALT modelling for cosmological analysis on GPUs
本文提出JAX-bandflux,在JAX可微框架中实现SNCosmo关键功能,通过GPU加速和梯度优化高效计算超新星光变曲线并推断SALT参数,服务于宇宙学分析。
2025-04-10 astro-ph.CO astro-ph.IM
Constraints on Cosmological Parameters with a Sample of Type Ia Supernovae from JWST
我们研究了利用詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)观测到的超高红移($2\lesssim z \lesssim6$)(VHZ)Ia型超新星(SNe~Ia)样本在宇宙学参数约束下的可能性。在如此高的红移下,宇宙的年龄足够年轻,VHZ SNIa样本包括宇宙的第一个SNe~Ia,其祖先是宇宙形成的第一代低质量恒星。我们表明,VHZ SNe~Ia可以用来解开系统的影响,由于光度距离的演变与红移固有的SNIa标准化。假设系统演化可以用线性或对数公式描述,我们发现这种依赖性的系数可以精确地确定,并与宇宙学模型解耦。系统演化大到0.15等和0.45等的$z=5$可以从流行的宇宙学模型中分别分离出线性和对数演化。VHZ SNe~Ia将为量化SNIa光度距离尺度的系统红移演化奠定基础。当与相对较低红移的SNIa巡天相结合时,VHZ SNe~Ia可以精确测量宇宙从$z\sim 0$到接近再电离的时期的膨胀历史。
2022-11-03 astro-ph.CO
Forecasts of cosmological constraints from Type Ia supernovae including the weak-lensing convergence
我们调查如何从超新星Ia的宇宙学约束改善包括弱透镜收敛的影响。为此,我们引入对数正态函数作为收敛PDF,对超新星Ia的透镜散射幅度进行建模,并对超新星Ia进行样本选择,以避免强透镜样本。与其他不确定性的贡献相比(例如,内禀幅度散射),我们发现在$z > 1$处透镜效应占主导地位。在此基础上,对宽视场超新星巡天望远镜观测的参数约束进行了预测,结果表明,考虑弱透镜效应后,密度参数$Ω_m$或$Ω_Λ$以及暗能量状态方程$w$的约束条件得到了改进,尤其是对于红移较高的SNe Ia样品$z > 1$ .此外,我们看到中微子$Σm_ν$的总质量和(冷)暗物质密度参数$Ω_{c}$之间的简并可以解决。
2019-06-25 astro-ph.CO
The Supernova Legacy Survey 3-year sample: Type Ia Supernovae photometric distances and cosmological constraints
本文介绍了超新星遗产巡天(SNLS)前三年发现的252颗高红移Ia型超新星(0.15 < z < 1.1)的光度特性和距离测量结果。这些事件被探测到,并使用加拿大-法国-夏威夷望远镜(CFHT)的MegaPrime/MegaCam仪器测量了它们的多色光变曲线,通过在四个波段重复成像四个一平方度的场。后续的光谱学是在VLT、双子座和凯克望远镜上进行的,以确认超新星的性质并测量它们的红移。系统的不确定性所产生的光变曲线建模进行了研究,利用两种技术来推导出的峰值大小,形状和颜色的超新星,并利用一个精确的校准的SNLS领域。仅对231颗SNLS高红移Ia型超新星进行平坦的Lambda CDM宇宙学拟合,得到Omega_M = 0.211 +/- 0.034(stat)+/- 0.069(sys)。主要的系统不确定性来自光度校准中的不确定性。其次是光变曲线拟合器的系统不确定性,对Omega_M的总贡献为+/- 0.026。没有发现明确的证据表明颜色-光度关系的斜率(β)可能随红移而演化。
2010-10-22 astro-ph.CO
Photometric Supernovae Redshift Systematics Requirements
在未来的十年里,成像调查将发现成千上万的Ia型超新星,并测量它们的光变曲线。除了需要表征它们的类型和亚型之外,还需要红移将它们放在哈勃图上以映射宇宙膨胀。为了不影响宇宙学结果,特别是暗能量参数估计,我们研究了红移系统学控制的要求。我们发现,添加剂和乘法系统必须限制在几个$\,\times 10^{-3}$水平,有效地要求光谱后续强大的光度超新星的使用。灾难性的异常值需要控制在百分之几的水平。我们还研究了光谱样品的雕刻。
2019-07-01 astro-ph.CO
Supernovae as cosmological probes
宇宙学的标准模型目前被广泛接受,因为它主要包含我们不理解的东西。特别是宇宙学常数或暗能量的出现,令人困惑。这首先是从哈勃图中的少量Ia型超新星推断出来的,后来又被互补的宇宙学探测器证实。今天,有更多的超新星数据可供使用,在这里,我对这个数据集进行了严格的统计分析。考虑到超新星是如何被校准为标准烛光的,我们在分析中遇到了一些微妙之处。令我们惊讶的是,这个新的数据集-比原始数据集的大小大大约一个数量级-在标准假设下,只显示了加速宇宙的轻微证据。
2015-08-31 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Chi-square versus median statistics in SNIa data analysis
在本文中,我们比较了卡方和中值似然分析的性能在宇宙学约束的确定使用Ia型超新星的数据。我们使用超新星宇宙学项目的联盟2汇编的307颗超新星进行统计分析,发现卡方统计分析产生更严格的宇宙学约束比中位数统计,如果只考虑超新星数据。我们还表明,当额外的测量被认为是从宇宙微波背景和重子声振荡,合并的宇宙学约束并不强烈依赖于是否适用于卡方统计或中值统计的超新星数据。这表明,当考虑到来自其他宇宙学探测器的互补信息时,卡方和中值统计的性能非常相似,证明了统计分析的鲁棒性。
2011-07-20 astro-ph.CO
The tension in the absolute magnitude of Type Ia supernovae
本文通过将SH0ES分析扩展至任意宇宙图模型,研究Ia型超新星绝对星等校准中的张力,指出仅修改哈勃流且保持声视界距离与CMB一致的模型无法解释早期与晚期哈勃常数测量差异。
2023-07-05 astro-ph.CO
The Next Generation of Cosmological Measurements with Type Ia Supernovae
虽然Ia型超新星(SNe Ia)是最成熟的宇宙学探测器之一,但下一个时代将以各种不同的方式使用SNe Ia来测量各种宇宙学参数。在这里,我们回顾了21世纪20年代的实验,这些实验将产生数量级更多的Ia超新星,以及将系统不确定性限制在与这些统计数据相匹配的水平上的新理解和能力。然后,我们讨论了五种不同的宇宙学探测与超新星Ia:传统的哈勃图测量暗能量的属性,距离阶梯测量的哈勃常数,特有的速度和弱透镜测量σ 8和强透镜测量的H0和其他宇宙学参数。对于这些探头中的每一个,我们讨论的实验,将提供最好的测量,也SN IA相关的系统学,影响每一个。
2019-03-14 astro-ph.CO
Constraining the anisotropy of the Universe via Pantheon supernovae sample
我们检验了一个Finslerian宇宙学模型和其他三个偶极调制宇宙学模型的可能偶极各向异性,偶极调制的$\rmΛ$ CDM、$w$ CDM和Chevallier-Polarski-Linder(CPL)模型。马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)方法被用来探索整个参数空间。我们发现,偶极各向异性是非常弱的所有宇宙学模型中使用。虽然在$1σ$不确定度范围内,四个宇宙模型的偶极振幅都一致为零,但在Pantheon中,偶极方向都接近SDSS子样本平面的轴向。这可能意味着Pantheon样品中的弱偶极子各向异性源于SDSS子样品的不均匀分布。更均匀的Ia超新星分布是限制宇宙各向异性的必要条件。
2019-10-15 astro-ph.CO
Improving Cosmological Distance Measurements Using Twin Type Ia Supernovae
我们介绍了一种识别“孪生”Ia型超新星的方法,并利用它们来改善距离测量。这种Ia型超新星标准化的新方法是通过附近超新星工厂(SNfactory)的分光光度时间序列观测实现的。我们从一组测量良好的超新星开始,找到光谱在整个光学窗口匹配良好的超新星对,然后测试这是否会导致它们的绝对亮度分散较小。该分析以盲态方式完成,确保在实施该方法时做出的决定不会无意中使结果产生偏倚。我们发现,光谱更接近匹配的超新星对确实减少了亮度色散。我们能够将这组SNfactory超新星的初始值标准化为0.083 +/- 0.012等,这意味着在没有特殊速度的情况下,色散为0.072 +/- 0.010等。我们估计,通过大量的比较SNe,例如,使用最终的SNfactory分光光度数据集作为参考,这种方法将能够将高红移超新星标准化到0.06-0.07星等。这些结果意味着,在目前的超新星宇宙学分析中,哈勃残差中至少有3/4的方差是由于超新星之间先前未解释的天体物理学差异造成的
2015-11-05 astro-ph.CO
Exploring the Systematic Uncertainties of Type Ia Supernovae as Cosmological Probes
我们探讨了使用Ia型超新星(SNe Ia)作为宇宙学探测器的系统不确定性,使用超新星遗产巡天三年数据(SNLS 3)。通过将$α$和$β$作为红移$z$的函数,我们着重研究了拉伸光度参数$α$和色光度参数$β$的可能演化.我们没有发现$α$红移演化的证据。我们发现,没有通量平均SNe,$β$是一致的,是一个常数时,只有统计不确定性,但它与$z$显着增加时,系统的不确定性也包括在内。当所有SNe都是通量平均时,$β$的演变变得微不足道,并且当仅$z\ge 0.04$处的SNe是通量平均时,$β$与恒定一致。我们的结果是不敏感的光变曲线拟合用于推导SNLS 3样品,或功能形式的$α(z)$和$β(z)$假设。没有通量平均的SNe的$β$与$z$的明显演化很可能是未知系统效应的结果;通量平均通过在每个红移仓内平均它们来减少这些效应的影响。假设$α$和$β$为常数,我们发现SNe的通量平均对距离-红移关系有显著的影响。
2013-07-26 astro-ph.CO
Reaffirmation of Cosmological Oscillations in the Scale Factor from the Pantheon Compilation of 1048 Type Ia Supernovae
我们观察到阻尼的时间振荡的比例因子在一个主导的频率为7周/哈勃时间在万神殿汇编的1048 Ia型超新星(SNe)。在Pantheon数据中观察到的剩余振荡与早期SNe数据(主要是SNLS 3,2011)中的振荡初步观察结果在2-sigma置信度下非常匹配。在振幅、频率、相位和阻尼常数方面几乎相同的形状使得信号很可能是真实的。此外,与SNLS 3相比,万神殿SNe的2/3覆盖了天空的不同部分,加强了这一结论。我们的模型描述的振荡,在早期的文件中,是一个简单的标量场谐振子耦合到LCDM弗里德曼方程,但进行到本时代。标量场的能量密度在LCDM宇宙学中扮演着暗物质能量密度的角色,可以很好地拟合为一个平均值,并且与当前的暗物质密度参数非常匹配,表明振荡在暗物质扇区中发挥了作用。如本文所述,尺度因子及其导数的时间振荡也会引起哈勃参数的时间振荡。
2020-04-13 astro-ph.CO
Turning Gravitationally Lensed Supernovae into Cosmological Probes
最近,有两个具有里程碑意义的引力透镜超新星的发现:第一个多重成像的SN,“Refsdal”,和第一个Ia型SN,SN iPTF 16 geu。拟合这些物体的多个光变曲线可以提供透镜时间延迟的测量,这是单独图像的到达时间的差异。这些测量提供了对透镜模型或对哈勃常数和其他独立于局部距离阶梯的宇宙学参数的约束的精确测试。在接下来的十年里,需要精确的时间延迟测量,以便通过LSST和WFIRST等宽场时域调查发现数十到数百个透镜SNe。我们已经开发了一个开源软件包的模拟和时间延迟测量的多重成像SNe,包括一个改进的表征所造成的微透镜的不确定性。我们描述了使用该包的模拟,该包建议与后峰检测相比,前峰检测的前导图像能够实现更准确和精确的时间延迟测量(分别为~1和~2天)。我们还得出结论,没有准确的先验拟合微透镜效应往往会导致时间延迟测量和数据过拟合的偏差,但采用高斯过程回归(GPR)技术足以确定由于微透镜的不确定性。
2019-04-10 astro-ph.CO
The $m$-$z$ relation for Type Ia supernovae: safety in numbers or safely without worry?
如果假设宇宙是均匀的,至少在光的传播方面是均匀的,那么Ia型超新星的$m$ - $z$关系与宇宙学和谐模型是相容的。这可能是由于沿着每条视线的密度等于整个宇宙学密度,或者是由于“数量上的安全”,如果样本足够大,沿着所有视线的密度变化会趋于平均。红移、残差(观测到的距离模数与最佳拟合宇宙学模型计算出的距离模数之间的差异)和观测不确定性之间的统计相关性(或缺乏相关性)表明,前一种情况是更好的描述,因此人们可以安全地使用传统的光度距离公式而不用担心。
2015-08-22 astro-ph.CO
Projected Cosmological Constraints from Strongly Lensed Supernovae with the Roman Space Telescope
罗马太空望远镜的主要任务目标之一是用各种方法研究暗能量的性质。通过传统的光度距离测量,Ia型超新星(SNIa)的观测将是罗马宇宙学计划的主要支柱之一。这个SNIa宇宙学计划可以提供另一个有价值的宇宙学探测,而不改变任务策略:时间延迟宇宙学与引力透镜SN。在这项工作中,我们预测透镜SN宇宙学约束与罗马太空望远镜,同时为未来的工作提供有用的工具。使用罗马SNIa调查的预期特性,我们已经构建了预期解决透镜系统的模拟目录,以及强透镜Ia型和核心塌陷(CC)SN光变曲线,包括微透镜效应。我们预测Roman将发现~11个透镜状SNIa和~20个CCSN,这取决于调查策略。接下来,我们估计罗马(Ia:~2天,CC:~3天)可获得的时间延迟精度,并使用Fisher矩阵分析,以获得预测约束$H_0$,$Ω_m$,和暗能量状态方程(EOS),$w$,为每个SNIa调查策略。当考虑到SNIa和透镜SN宇宙学可能的约束时,为高红移SNIa发现优化的策略是优选的,也提供了比其他提议的调查策略多1.5倍的透镜SN。
2021-02-24 astro-ph.CO
Isotropy of low redshift type Ia Supernovae: A Bayesian analysis
标准宇宙学强烈地依赖于宇宙学原理,它包括宇宙的大尺度各向同性和均匀性的假设。因此,测试这些假设对于确定是否存在偏离标准宇宙学范式的情况至关重要。在本文中,我们使用最新的Ia型超新星汇编,即JLA和联盟2.1测试宇宙学各向同性在低红移范围($z<0.1$)。这是通过贝叶斯选择分析,其中我们比较标准,各向同性模型,与另一个包括偶极校正由于奇特的速度。我们发现,Union 2.1样本有利于偶极校正模型,但JLA发生相反的情况。尽管如此,速度偶极子的结果是在良好的协议与以前的分析进行了两个数据集。我们的结论是,没有显着的迹象表明,大的各向异性信号从附近的超新星汇编,虽然这个测试应该大大改善与即将到来的宇宙学调查。
2018-04-26 astro-ph.CO
The Pantheon+ Analysis: Improving the Redshifts and Peculiar Velocities of Type Ia Supernovae Used in Cosmological Analyses
我们研究了一组全面的Ia型超新星的红移,并提供了一个综合的,改进的目录更新的红移。我们通过使用最新的日心红移数据,确保所有的红移有不确定性的估计,使用精确的公式转换到宇宙微波背景(CMB)框架的日心红移,并利用改进的特有的速度模型,计算在红移空间的局部运动,更现实地占在高红移的外部整体流量的原始目录。我们总共审查了2821颗超新星的红移; 534颗是由相同超新星的重复观测组成的,1764颗通过了宇宙学样本质量削减。我们发现了5例丢失或不正确的日心校正,44个不正确或丢失的超新星坐标,230个丢失的日心或CMB框架红移,和1200个丢失的红移不确定性。在我们样本中的2287个独特的Ia型超新星(其中1594个满足宇宙学样本切割)中,我们更新了990个日心红移。绝对校正值范围介于$10^{-8} \leq Δz \leq 0.038$和RMS $(Δz) \sim 3\times 10^{-3}$之间。校正的符号基本上是随机的,因此平均值和中位数校正较小:分别为$4\times 10^{-4}$和$4\times 10^{-6}$。我们研究这些改进的影响$H_0$和暗能量状态方程$w$,并发现宇宙学结果的变化由$ΔH_0 = -0.11$公里秒$^{-1}$ Mpc $^{-1}$和$Δw = -0.001$,都显着小于以前报道的不确定性$H_0$的1.4公里秒$^{-1}$ Mpc …
2022-10-11 astro-ph.CO
A problem with the analysis of type Ia supernovae
Ia型超新星的光变曲线的宽度和大小可以用来测试宇宙学,它们提供了少数直接测量时间膨胀的方法之一。它表明,标准的分析,校准的光变曲线对休息帧的平均值(如SALT 2)删除所有的宇宙学信息校准的光变曲线。因此,用这些方法标定的Ia型超新星不能用来研究宇宙学。支持静态宇宙假说的主要证据是对Ia型超新星原始光变曲线宽度的测量没有显示出任何时间膨胀。SALT 2校准模板所示的固有波长依赖性也与无时间膨胀一致。使用静态宇宙学模型,原始Ia型超新星观测的峰值绝对星等也与红移无关。这些结果支持了静态宇宙的假设。
2018-01-24 astro-ph.CO
Varying-G Cosmology with Type Ia Supernovae
Ia型超新星的观测结果比预期的要暗,因为它们的红移导致了宇宙正在加速膨胀的结论。被广泛接受的假设是,这种加速是由一个宇宙学常数引起的,或者更一般地说,是由弥漫在宇宙中的某种暗能量场引起的。这一假说对物理学提出了如此严峻的挑战,以至于人们有动力去探索其他的解释。在这篇论文中,我们探讨了Ia型超新星的数据是否可以用一个几乎和宇宙学常数一样古老的观点来解释,即引力的强度在宇宙时间尺度上是变化的。这个主题是一个理想的一个调查的本科物理专业,因为整个链的推理,从模型到数据分析是在数学和概念的复杂性,一个积极的本科生。
2010-07-08 astro-ph.CO
Likelihood-Free Cosmological Inference with Type Ia Supernovae: Approximate Bayesian Computation for a Complete Treatment of Uncertainty
当复杂的数据生成过程不能用简单的概率分布来建模时,宇宙学的推断变得越来越困难。随着宇宙学中数据集规模的不断增加,适当建模的负担越来越重;模型中的系统误差将在以前被统计误差淹没的地方占主导地位。例如,高斯分布不足以表示光度红移等量的误差。同样,可能难以分析地量化在复杂拟合代码中引入的误差的分布。如果没有这些分布的简单形式,就很难准确地构建数据的似然函数作为感兴趣的参数的函数。近似贝叶斯计算(ABC)提供了一种手段,探测后验分布时,直接计算一个足够准确的可能性是棘手的。ABC允许人们绕过直接计算可能性,而是依赖于模拟生成数据的前向过程的能力。这些模拟可以自然地包含放置在滋扰参数上的先验,因此这些可以以自然的方式被边缘化。我们提出并讨论ABC方法的背景下,超新星宇宙学使用的数据从SDSS-II超新星调查。假设一个平坦的宇宙学和恒定的暗能量状态方程,我们证明了ABC可以恢复一个准确的后验分布。最后,我们表明,ABC仍然可以产生一个准确的后验分布时,我们污染的样本与IIP型超新星。
2013-01-29 astro-ph.CO
Specific Effect of Peculiar Velocities on Dark-Energy Constraints from Type Ia Supernovae
奇异的速度Ia型超新星(SNIa)的宿主星系的影响暗能量参数的限制,在一个小的,但非常具体的方式:参数偏置在一个单一的方向在参数空间,是先验可知的一个给定的SNIa数据集。我们证明了后者的事实,从宇宙学的N体模拟与压倒性的统计数据应用于万神殿SNIa数据集的组合推理,然后确认它由简单的定量参数。我们对目前的分析进行了量化,以确保宇宙学参数的影响基本上可以忽略不计。
2020-12-11 astro-ph.CO
Probing Ricci dark energy model with perturbations by using WMAP seven-year cosmic microwave background measurements, BAO and Type Ia supernovae
本文通过对现有宇宙学数据的联合约束,从动力学和几何的角度研究了具有微扰的Ricci暗能量模型。我们使用完整的宇宙微波背景信息从WMAP 7年的数据,重子声学振荡从斯隆数字巡天和2度星系红移巡天,和Ia型超新星从超新星宇宙学项目合作联盟2汇编。采用马尔可夫链蒙特卡罗方法进行全局约束。利用最佳拟合的结果,给出了宇宙学常数模型和Ricci暗能量模型在微扰下的宇宙微波背景功率谱和背景演化的差异。
2011-10-19 astro-ph.CO
The Hubble Diagram: Jump from Supernovae to Gamma-Ray Bursts
本研究利用Pantheon星表的Ia型超新星数据,通过Amati关系校准Swift长伽马射线暴为标准烛光,将哈勃图拓展至z~8的伽马射线暴区域,验证了该方法对宇宙学检验的应用前景。
2023-11-04 astro-ph.CO
Assessment of the Systematic Uncertainties in the Cosmological Analysis of the SDSS Supernovae Photometric Sample
Ia型超新星(SNIa)的宇宙学参数的测量精度的提高预计将来自大型光度识别(光度)SN样本。在这里,我们重新分析的SDSS光度SN样品,大约700高品质,可能的,但未经证实的SNIa光变曲线,开发新的分析工具,旨在评估系统的不确定性的暗能量状态方程参数$w$。由于我们需要用光谱测量每个SN的宿主星系红移,因此我们确定了宿主星系的相关选择效率,以模拟偏差修正。我们确定,主机星系的错协率是$0.6\%$ ;忽略这种影响,在模拟的偏差校正导致的$w$ -偏差$Δw = +0.0007$,其中$w$评估从SNIa和先验测量的重子声学振荡和宇宙微波背景。我们评估的不确定性,在我们的主机星系选择效率的建模,并发现相关的$w$的不确定性是$-0.0072$。最后,我们在模拟训练样本中探索了新的核心塌陷(CC)模型,并发现调整CC光度分布与以前的Pan-STARRS分析一致,可以更好地匹配SDSS数据。忽略此调整的影响是$Δw = -0.0109$ ;用Pan-STARRS使用的CC模型替换新CC模型的影响是$Δw = -0.0028$。这些系统的不确定性是次要的统计约束的SDSS样品,但必须考虑在未来的光度分析的大SN样品,如DES,LSST和WFIRST。
2020-01-22 astro-ph.CO
Forecast of Cosmological Constraints with Type Ia Supernovae from the Chinese Space Station Telescope
本研究模拟中国空间站望远镜超深场计划对Ia型超新星的探测,发现其可在z<1.3处探测约1800颗源,结合现有及未来巡天能显著提升宇宙学参数约束精度,助力暗能量研究。
2022-10-11 astro-ph.CO
A new perspective on cosmology through Supernovae Ia and Gamma Ray Bursts
对我们宇宙的结构和未来演化的实际知识是基于宇宙学模型的使用,这些模型可以通过所谓的“探针”进行测试,即天体物理现象,具有特殊性质的物体或结构,可以帮助区分不同的宇宙学模型。在所有现有的探测器中,特别重要的是超新星Ia(SNe Ia)和伽马射线暴(GRB):前者被认为是迄今为止发现的最好的标准烛光之一,但受到可以观察到红移$z=2.26$的事实的影响,而后者是有希望的可观测烛光,已经观察到了$z=9.4$,甚至超过了迄今为止已知的最远的类星体,在$z=7.64$。标准烛光可用于检验宇宙学模型,并给出宇宙学参数的期望值,特别是哈勃常数值。哈勃常数受到所谓的\say{Hubble constant tension}的影响,这是一个在本地探测器测量的值和通过宇宙学探测器测量的值之间超过4 $σ$的差异。观测到的Ia超新星数量的增加,以及未来通过它们的相关性对伽玛暴的标准化,肯定会有助于缓解哈勃常数的紧张局势,并有助于解释更高红移下的宇宙结构。与超新星Ib/c有关的伽玛暴是未来标准化的一类有希望的伽玛暴,因为它们呈现出类似于超新星Ia类的特征,并且它们在X射线平台发射结束时的亮度与静止坐标系平台发射结束时的时间之间存在紧密的相关性。
2021-10-22 astro-ph.CO
A model of interacting dark fluids tested with supernovae and Baryon Acoustic Oscillations data
我们比较超新星和重子声学振荡的数据相互作用的暗物质和暗能量的宇宙学模型的预测。这个理论模型可以从Einstein-Cartan引力的有效场论导出,有两个标度指数$δ_G$和$δ_Λ$,与暗物质和暗能量之间的相互作用有关。我们对数据进行$χ^2$拟合,以将其与标准$Λ$ CDM模型进行比较和对比。然后,我们探索的参数范围内的模型,它给出了一个更好的$χ^2$比标准的宇宙学模型。所有这些结果导致严格的约束模型的标度指数。我们的结论是,这类模型,提供了一个体面的替代$Λ$ CDM模型。
2019-02-01 astro-ph.CO
Testing Dark Energy models vs $Λ$CDM Cosmology by Supernovae and Gamma Ray Bursts
提出了一种利用伽马射线暴和超新星组合样本约束宇宙学状态方程的新方法。采用Chevallier-Polarski-Linder参数化方法对状态方程进行参数化,以寻求实现暗能量模型减速/加速相变的现实途径。结果表明,用SNeIa标定的伽玛暴至少可以作为鉴别宇宙学模型与$Λ$ CDM在高红移时的距离指标。此外,GRB +SNeIa组合的红移-距离图更好地显示了通常被称为现今观测到的加速度“信号”的红移$z\sim 0.5$附近斜率的变化。这一特征可以用更标准的方式来解释,即星系团中的红色序列。
2009-06-26 astro-ph.CO
Forecast of cosmological constraints with superluminous supernovae from the Chinese Space Station Telescope
本研究探讨了中国空间站望远镜(CSST)超亮超新星(SLSNe)的宇宙学应用,预测其在2.5年内可观测约360颗SLSNe,并利用峰值-颜色关系严格约束宇宙学参数,揭示高红移暗能量本质。
2024-06-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmological Impact of Redshift-Dependent Type Ia Supernovae Calibration
Simon Fraser University(西蒙菲莎大学);University of Toronto(多伦多大学)
研究Ia型超新星校准与红移依赖性对宇宙学参数的影响,结合多种数据集分析校准效应在ΛCDM模型中的有效性,并探讨其在动态暗能量模型中的作用。
2026-04-27 astro-ph.CO
Is there any measurable redshift dependence on the SN Ia absolute magnitude?
我们测试的宇宙学意义的不同绝对大小的Ia型超新星使用万神殿汇编,通过重建不同的现象学方法,可以证明一个不同的绝对大小,但也基于宇宙空洞,修改后的重力模型和分仓方案的方法。在这项工作中考虑的所有情况下,我们发现与标准$Λ$ CDM模型的预期值很好的协议,没有新的物理的证据。
2020-06-09 astro-ph.CO
Improved Treatment of Host-Galaxy Correlations in Cosmological Analyses With Type Ia Supernovae
改进Ia型超新星(SNIa)作为标准烛光的使用需要更好的方法来结合SNIa和其宿主星系之间的关系。使用光谱确认的样本$\sim$ 1600 SNIa,我们开发的第一个经验模型的基本人口SNIa光变曲线的属性,包括其对宿主星系恒星质量的依赖。这些群体是模拟的重要输入,用于模拟选择效应和校正BEAMS与偏差校正(BBC)框架内的距离偏差。在这里,我们改进BBC也占SNIA主机的相关性,我们验证这种技术的模拟数据样本。我们恢复SNIa光度和宿主星系恒星质量(质量步骤,$γ$)之间的输入关系,在0.004马格西,这是一个因素的5比以前的方法,在${\sim}0.02$的$γ$ -偏差的结果改善。我们适应BBC的一种新的灰尘为基础的模型的内在亮度变化,这导致在一个大大减少的质量步骤的数据($γ= 0.017 \pm 0.008$),和模拟($γ=0.006 \pm 0.007$)。分析模拟SNIa,暗能量状态方程,$w$的偏见,从$Δw = 0.006(5)$到$0.010(5)$与我们的新BBC方法不同,这些偏见是显着小于$0.02(5)$ $w$ -偏见使用以前的BBC方法,忽略SNIa主机的相关性。
2021-02-02 astro-ph.CO
Reconstructing a large-scale matter-density contrast profile to reconcile Pantheon+ supernovae with DESI DR2 BAO in an inhomogeneous universe
Tohoku University(东北大学);Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA)(中央研究院天文及天文物理研究所);Nagoya University(名古屋大学)
研究通过线性关系将CMB观测得到的视界尺度哈勃参数与局部尺度哈勃参数联系起来,利用Pantheon+Ia型超新星和DESI DR2 BAO数据,构建包含八个分层壳体的不均匀宇宙模型,以解释哈勃参数的不一致。
2026-04-07 astro-ph.CO
Fitting of supernovae without dark energy
有了万神殿的数据,我们就有了1000多颗Ia超新星的样本,覆盖了很宽的红移范围,而且精度很高。在这里,我们使适合相应的哈勃-勒梅特图与各种宇宙学模型,星系际消光,超新星的光度演化,以及由于部分非宇宙学因素的红移分量。数据很好地拟合了标准模型,包括暗能量,但有一个退化的解决方案与其他几个变量。因此,不能单独使用超新星Ia的哈勃-勒梅特图来推断存在暗能量加速膨胀的情况。在这种简并性内,与数据良好拟合的模型包括以下替代解:具有灰色消光的Einstein-de Sitter $a_V=1.2\times 10^{-4}$ Mpc $^{-1}$ ;具有灰色消光的线性Hubble-Lemaittre定律静态欧几里德$a_V=0.4\times 10^{-4}$ Mpc $^{-1}$ ;具有疲劳光和灰色消光的静态欧几里德$a_V=2.8\times 10^{-4}$ Mpc $^{-1}$ ;具有绝对星等演化的Einstein-de Sitter $α=-0.10$ mag Gyr $^{-1}$ ; Friedmann模型,具有$Ω_M=0.07 - 0.29$、$Ω_Λ=0$和部分非宇宙学的疲劳光红移/蓝移,具有衰减/增强$|K_i|<2.2\times 10^{-4}$ Mpc $^{-1}$(尽管需要校准与局部SNe测量不兼容的$M$)。
2022-07-28 astro-ph.CO
The Hubble Constant determined through an inverse distance ladder including quasar time delays and Type Ia supernovae
上下文精确测定当今宇宙的膨胀率(用哈勃常数$H_0$表示)是现代宇宙学中最紧迫的挑战之一。假设$Λ$ CDM是平坦的,那么在4.4 $σ$水平上,使用普朗克的宇宙微波背景数据进行的高红移下的$H_0$推断与基于由超新星、造父变星和Ia型超新星(SNe Ia)组成的局部距离阶梯的测量结果不一致,通常被称为"哈勃张力"。独立的、对宇宙模型不敏感的方法来推断$H_0$是至关重要的。目标。我们应用一个反距离阶梯的方法,结合强透镜的时间延迟距离测量与超新星Ia数据。超新星Ia本身只是很好的相对距离指示器,但通过将它们锚定到强引力透镜上,可以获得对其他宇宙学参数相对不敏感的$H_0$测量结果。方法.宇宙学参数估计进行不同的宇宙学背景模型,无论是单独的强透镜数据和组合透镜+SNe Ia数据集。结果强透镜$H_0$测量的宇宙学模型依赖性通过反距离阶梯显著减轻。结合超新星Ia的数据,推断出的$H_0$始终位于73 - 74 km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$附近,而与假设的宇宙学背景模型无关。我们的结果与局域距离阶梯的结果吻合得很好,但与Planck的结果有大于2的$σ$张力,与包括Planck、重子声学振荡和SNe Ia在内的反距离阶梯的结果有~1.5的$σ$张力.未来的强透镜距离测量将减少$H_0$的不确定性,从我们的反距离阶梯。
2019-07-31 astro-ph.CO
Cosmological-model-independent tests of cosmic distance duality relation with Type Ia supernovae and radio quasars
在本文中,我们调查的宇宙距离对偶关系(CDDR)的可能偏差使用最大的SNe Ia(万神殿)和紧凑的射电类星体(QSO)的样本组合,通过两个模型无关的方法。CDDR的偏差写为$D_L(z)/D_A(z)(1+z)^{-2}=η(z)$和$η(z)=e^{τ(z)/2}$,参数化为$F_1$($τ(z) = 2ε_1 z$)和$F_2$($τ(z) = (1+z)^{2ε_2}-1$)。此外,为了比较这两个结果的距离,两个宇宙模型独立的方法,即,用邻近Ia超新星方法和GP方法对同一红移的两个不同数据进行匹配。我们的研究结果表明,与文献中得到的结果相比,有一个精度的改善时,使用最新的超新星Ia和类星体的样本。特别地,在邻近Ia型方法的框架下,CDDR将被约束在模型$F_1$中的$Δε_{1} = 0.013$和模型$F_2$中的$Δε_{2}=0.018$的精度上。关于GP方法,观察到较大的数据大小将对CDDR参数产生更严格的约束。因此,随着宇宙学观测和分析方法的进一步发展,我们的分析提供了一个深入了解在宇宙的早期阶段,或至少涉及新的物理学的不明不透明度来源的证据。
2022-06-10 astro-ph.CO
Type Ia Supernovae as Stellar Endpoints and Cosmological Tools
根据经验,Ia型超新星是确定天文距离的最有用、最精确和最成熟的工具。作为校准蜡烛,它们揭示了暗能量的存在,并被用来测量其属性。然而,超新星Ia爆炸的性质以及所涉及的祖先,即使经过70年的研究,仍然难以捉摸。但现在新的大型调查带来了一个范式转变-我们终于可以比较数百颗超新星的样本来分离关键变量。由于这一点,以及建模方面的进展,对Ia超新星各个方面的理解终于开始取得突破。
2011-06-14 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Brans-Dicke model constrained from Big Bang nucleosynthesis and magnitude redshift relations of Supernovae
本文利用$ω=10^4$的耦合常数研究了具有可变宇宙项的Brans-Dicke模型($BDΛ$)。在这个模型中固有的参数的约束,从大爆炸核合成和观测到的丰度之间的比较。进一步研究了在平坦宇宙中有无另一常数宇宙学项时$BDΛ$的星等红移($m-z$)关系。Ia型超新星的观测数据被用于$0.01<z<2$的红移范围。结果表明,尽管我们的模型参数对$m-z$关系不敏感,但当宇宙学常数项的能量密度为0.7时,我们的模型可以解释SNIa观测.
2010-07-07 astro-ph.CO astro-ph.SR
Cosmological model-independent constraints on the baryon fraction in the IGM from fast radio bursts and supernovae data
快速射电暴(Fast Radio Burst,FRB)是一种毫秒级的射电瞬变,观测到的色散测量值($DM$)大于预期的银河系贡献,这表明这种事件是河外起源的。虽然已经提出了一些模型来解释脉冲的物理过程,但FRB发射背后的机制仍然是未知的。从已知宿主星系的FRB数据中,可以直接测量红移,并可以与$DM$的估计相结合,以约束宇宙学参数,如重子数密度和哈勃常数。然而,对星系际介质中重子质量分数($f_{IGM}$)及其与宇宙学参数的简并性的认识不足限制了FRB的宇宙学应用。在这项工作中,我们提出了一个独立于宇宙学模型的方法来确定$f_{IGM}$的演变相结合的最新FRB观测本地化的宿主星系和当前的超新星数据。我们认为常数和时间依赖性的$f_{IGM}$参数化,并显示,通过贝叶斯模型选择分析,一个结论性的答案的时间演变的$f_{IGM}$强烈依赖于$DM$波动由于宇宙电子密度($δ$)的空间变化。特别是,我们的分析表明,证据从强(有利于随着红移不断发展的$f_{IGM}$)到不确定的变化,因为考虑了更大的$δ$值。
2023-03-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining Temporal Oscillations of Cosmological Parameters Using Type Ia Supernovae
现有的Ia型超新星(SNe Ia)现在足以探测到与规范$Λ$ CDM宇宙学的振荡偏差。我们确定光谱观测良好的Ia型超新星Pantheon数据集的傅立叶光谱与$Λ$ CDM的预测是一致的。我们还开发和描述了两个互补的技术,使用SNe Ia约束那些替代宇宙学模型,预测偏离$Λ$ CDM是振荡的共形时间。第一种技术使用简化的$χ^2$统计量来确定观测数据将由给定模型产生的可能性。第二种技术使用自举分析来确定所提出的模型的傅立叶谱可能由$Λ$ CDM周围的统计波动引起的可能性。我们约束三个振荡交替宇宙学模型:一个是暗能量状态方程参数围绕$w_Λ = -1$的正则值振荡,一个是暗能量的能量密度围绕其$Λ$ CDM值振荡,一个是引力来自振荡耦合下演化的标量场。我们进一步确定,任何替代的宇宙学模型,产生的距离模残差与$\simeq 36$毫微克的傅立叶振幅强烈排除,给定现有的数据,频率之间的$\simeq 0.08\ \textrm{Gyr}^ {-1} h_{100}$和$\simeq 80\ \textrm{Gyr}^ {-1} h_{100}$。
2019-04-19 astro-ph.CO astro-ph.GA