Probing the anisotropic expansion from supernovae and GRBs in a model-independent way
本文利用Ia型超新星Union 2.1样本和116个长伽马射线暴研究了宇宙的各向异性膨胀。利用与模型无关的宇宙学参数直接作为$z/(1+z)$的函数来扩展光度距离。因此,结果与宇宙学模型无关。在银道坐标系中,我们发现了($l=309.2^\circ \pm 15.8^\circ$,$b=-8.6^\circ \pm 10.5^\circ$)方向上的偶极各向异性,并得到了$97.29\%$(大于$2~σ$)的显著证据.偶极的大小为$(1.37\pm 0.57) \times 10^{-3}$,偶极子的大小为$(2.6\pm 2.1)\times 10^{-4}$。这种偶极各向异性在红移低的情况下更为显著。我们还测试了这个优选的方向是否是由体流运动或暗能量偶极标量扰动引起的。我们发现,在我们的结果中的整体流的方向和振幅是大致一致的整体流调查。因此,体流运动可能是导致低红移处各向异性膨胀的主要原因,但也不能排除偶极分布暗能量的影响,尤其是在高红移处。
2014-06-25 astro-ph.CO astro-ph.HE
Black Holes, Supernovae and Gamma Ray Bursts
本文综述了近年来对伽马射线暴(GRB)性质的认识,特别是对短GRB和长GRB之间关系的认识。描述了短GRB的第一示例。用诱导引力坍缩(IGC)范式解释了伽玛暴与超新星(SN)的巧合:1)初始双星系统由致密的碳氧(CO)核星和中子星(NS)组成; 2)CO核心爆炸为SN,部分SN喷出物吸积在NS上,NS达到临界质量后坍缩成黑洞,产生伽玛暴; 3)SN作为残留物产生新的NS。这种情况下的观测结果进行了概述。
2013-10-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
Tightening Cosmological Constraints Within and Beyond $Λ$CDM Using Gamma-Ray Bursts Calibrated with Type Ia Supernovae
INAF - Osservatorio Astronomico di Capodimonte(意大利国家天体物理研究所卡波迪蒙特天文台);Institute for Frontiers in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University(北京师范大学前沿天文与天体物理研究院);Department of Astronomy, Beijing Normal University(北京师范大学天文系);INAF - Osservatorio Astronomico di Padova(意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台);Università di Camerino(卡梅里诺大学);INAF - Osservatorio Astronomico di Brera(意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia(意大利国家核物理研究所佩鲁贾分部);SUNY Polytechnic(纽约州立理工大学);Al-Farabi Kazakh National University(阿里-法拉比哈萨克国立大学);ICRANet(国际相对论天体物理中心网络)
本文提出一种无模型方法,结合Pantheon+数据集、人工神经网络和两种伽马射线暴相关性,构建从低到高红移的距离阶梯,以约束ΛCDM和w0waCDM宇宙学参数。
2026-03-18 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Constraining the PopIII IMF with high-z GRBs
利用数值N体/流体动力学模拟方法,研究了在高红移的PopII GRBs(GRBIs)观测中,从不同初始质量函数(IMF)、产额和寿命的恒星星族中探测和区分PopIII星富集特征的可能性。PopIII和PopII的恒星形成制度,同时采用头重脚轻和Salpeter-like IMF的原始PopIII恒星形成。我们发现,部分GRBIIs托管在介质中以前丰富的PopIII星(PopIII为主)是模型独立的。典型的丰度比,如[Si/O] vs [C/O]和[Fe/C] vs [Si/C],可以帮助从大质量和中等质量的PopIII恒星中分离富集,而低质量的第一颗恒星则与常规的PopII世代退化。拥有PopIII主导的GRBII的星系的性质对第一颗恒星质量的特定假设并不十分敏感。
2016-10-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining the Lorentz invariance violation from the continuous spectra of short gamma-ray bursts
在量子引力中,时空的泡沫结构导致洛伦兹不变性破坏(LIV)。伽马射线暴(GRB)是宇宙中能量最大的天体物理过程,它为研究量子引力效应提供了一个有效的途径。利用Swift卫星观测到的20个短伽玛暴的连续谱,给出了量子引力能标$M_\textrm{QG} $的保守下限。由于LIV效应,具有不同能量的光子具有不同的速度。这将导致高能光子相对于低能光子延迟到达。基于LIV引起的时间延迟不可能超过一个伽玛暴的持续时间这一事实,我们给出了20个短伽玛暴的量子引力能量标度的最保守估计。最严格的约束,$M_\textrm{QG}>5.05\times10^{14}$ GeV,来自GRB 140622 A。
2015-11-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
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
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
Testing the phenomenological interacting dark energy model with gamma-ray bursts and Pantheon+ type Ia supernovae
本文利用GRBs和Pantheon+ SNe Ia数据探索唯象IDE模型,发现能量从暗能量转移至暗物质,缓解巧合问题,H₀值与SH0ES一致,且预测宇宙年龄大于ΛCDM模型,缓解年龄问题。
2024-10-23 astro-ph.CO
Novel distance indicator for gamma-ray bursts associated with supernovae
上下文有人提出,伽马射线暴(GRB)与Ib/c型超新星(SN)的时间重合可以用诱发引力坍缩(IGC)的概念来解释,IGC是由Ib/c型超新星(SN)喷射出的物质吸积到中子星(NS)上引起的。NS预计将达到坍缩成黑洞(BH)并发射伽马射线暴所需的临界质量。我们发现了一个标准的光度-光变曲线行为的晚时间的X射线辐射的这一子类的伽玛暴。目标。我们测试,如果发现在这类伽玛暴的光度的标准行为可以成为这些源的红移估计。方法.我们选择了一个样本的伽玛暴,属于这一子类的IGC伽玛暴与SN(IGC GRB-SN源)。这些源具有各向同性能量$E_{iso} > 10^{52}$ erg,它们的宇宙学红移在$z = 0.49-1.261$的范围内。我们重点研究了相应的X射线光度光变曲线。结果我们发现,所有的伽玛暴的测量红移的样品提出了一个标准的亮度晚时光变曲线在$0.3-10$ keV的静止帧能量范围。我们用这些结果来估计没有测量红移的样品的GRB红移,发现结果与其他可能的红移指标一致。结论.样品中所有伽玛暴的标准晚期X射线光度曲线显示了X射线发射的这个特定阶段的共同物理机制,可能与SN过程中NS的产生有关。此外,这个比例定律代表了在X射线余辉发射过程的后期阶段非常低甚至没有光束的强有力证据。这可能是一个基本的工具,估计红移的伽玛暴,属于这一子类的事件。我们目前正在扩大这一类别的伽玛暴,以进一步验证这种…
2013-04-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
Utilizing the Updated Gamma-Ray Bursts and Type Ia Supernovae to Constrain the Cardassian Expansion Model and Dark Energy
我们更新伽玛射线暴(GRB)的某些光谱和光变曲线功能之间的光度关系与139 GRB。用Union2.1 Ia型超新星(SNe Ia)的三次样条插值方法,用$z\leq1.4$的样品标定了$z>1.4$的82个伽玛暴的距离模量。利用580个Union2.1超新星Ia样品($z<1.4$)和82个校准的伽玛暴数据($1.4<z\leq8.2$),研究了Cardassian膨胀模型和暗能量的联合约束.在$Λ$ CDM中,我们发现在580个Ia超新星上增加82个高\emph{z}暴,显著改善了对$Ω_{m}-Ω_Λ$面的约束.在卡达西展开模型中,最佳拟合是$Ω_{m}= 0.24_{-0.15}^{+0.15}$和$n=0.16_{-0.52}^{+0.30}$ $(1σ)$,这与$Λ$ CDM宇宙学$(n=0)$在$1σ$置信区域中一致。我们还讨论了两个暗能量模型,其中状态方程$w(z)$分别被参数化为$w(z)=w_{0}$和$w(z)=w_{0}+w_{1}z/(1+z)$。基于我们的分析,我们看到,我们的宇宙在更高的红移高达$z=8.2$是一致的$1σ$置信水平的和谐模型。
2015-04-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining $f(T, \mathcal{T})$ gravity models using type Ia supernovae
我们提出了一个分析的$f(T, \mathcal{T})$扩展的Telepallel等效的广义相对论,其中$T$表示扭转和$\mathcal{T}$的跟踪的能量动量张量。这个扩展包括扭转和物质之间的非最小耦合。特别是,我们构建了两个特定的模型,恢复通常的连续性方程,即$f(T, \mathcal{T})=T+g(\mathcal{T})$和$f(T, \mathcal{T})=T\times g(\mathcal{T})$。然后,我们约束每个模型的参数,拟合预测的距离模量从Ia型超新星的测量,并发现这两个模型可以重现晚-时间宇宙加速。我们还观察到,一个模型满足良好的观测约束,并产生一个拟合优度类似的$Λ$ CDM模型,从而表明,$f(T,\mathcal{T})$重力理论包括可行的模型,可以替代$Λ$ CDM。
2016-07-19 astro-ph.CO gr-qc
Constraining LTB models with JLA supernovae and BAO
在目前的工作中,我们约束三个不同的配置文件的Lemaetre-Tolman-Bondi模型使用超新星Ia型和重子声学振荡的数据。我们通过仔细校准适当的非均匀背景动力学中的超新星来改进文献中的常见做法。此外,我们解决微妙的问题,以传播原始BAO规模到现在的时代。BAO+SNIa的组合分析为这些模型提供了严格的检验。我们使用两种不同的参数估计方法,即$χ^2$和完全似然函数。有人认为,这两种方法是不等价的,实际上,我们的分析显示了它们偏离的一个具体例子。
2016-03-16 astro-ph.CO
Reconstruction of X-Ray Afterglow Light Curves of GRBs and its implication for constraining Cosmological Parameters
本研究通过随机重建技术处理35个具平台特征的GRB X射线余辉光变曲线,校准光度关系并约束宇宙学模型,发现增加数据点对约束改善有限,扩大同源GRB样本更关键。
2025-08-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining cosmic isotropy with type Ia supernovae
我们通过将宇宙学参数$H_0$和$q_0$约束在天球上来研究宇宙学原理的有效性。我们的分析是在一个低红移制度,以遵循一个模型独立的方法,使用Union2.1和JLA Ia型超新星(SNe)的编译。我们发现,在天空中的$H_0$参数的首选方向是一致的,我们的本地宇宙在Union2.1的情况下,体流运动,而$q_0$方向分析似乎是反相关的$H_0$的两个数据集。此外,我们还测试了这些结果与蒙特卡罗(MC)实现的一致性,发现两个参数的各向异性在$2-3σ$置信水平内均显着,尽管我们发现$H_0$和$q_0$映射与角分布之间存在显着相关性来自JLA汇编的SNe。因此,我们得出结论,检测到的各向异性是本地起源,或引起的非均匀的天体覆盖的SNe数据集。
2016-02-03 astro-ph.CO gr-qc
Constraining high-energy neutrinos from choked-jet supernovae with IceCube high-energy starting events
不同类型的核塌缩超新星(SNe)被认为是高能宇宙中微子的候选源。剥离信封SNe,包括高能事件,如超新星和超发光SNe,是特别感兴趣的。它们可能含有相对论喷流,能够解释伽马射线暴、低光度伽玛暴、超长伽玛暴和宽线Ib/c型超新星的多样性。使用六年的冰立方数据的高能量启动事件(HESE),我们进行了一个unbinned极大似然分析,以寻找空间和时间的巧合与222个样本的SNe Ib/c。我们发现,目前的数据是一致的背景唯一的假设,我们把新的上限约束的各向同性等效能量的宇宙射线,${\mathcal E}_{\rm cr}\lesssim{10}^{52}~{\rm erg}$,在限制所有SNe都伴随着轴上喷流。我们的研究结果表明,不仅上行μ介子中微子,而且HESE数据使我们能够约束这些SNe的潜在贡献,在冰立方中观察到的扩散中微子通量。我们还讨论了下一代中微子探测器,如IceCube-Gen 2的影响。
2018-12-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining GRB Initial Lorentz Factor with the Afterglow Onset Feature and Discovery of a Tight Gamma_0-E_iso Correlation
余辉的起始特征是余辉早期光变曲线上有一个平滑的凸起。我们对这样的特征进行了广泛的搜索。发现了20个光学选择暴和12个X射线选择暴,其中17个光学选择暴和2个X射线选择暴有红移测量。我们拟合的光变曲线与一个光滑的破幂律和测量的时间特性的时间尺度的凸点在FWHM。这些时间尺度之间的强相互关联被发现,和一个较暗的和更广泛的颠簸往往在稍后的峰值时间达到峰值。爆发的上升时间与衰减时间的比值几乎是普遍的,但上升时间与峰值时间的比值在0.3~1之间变化。Eiso与突发帧中的峰值亮度和峰值时间紧密相关。假设凸点是伽玛暴火球在等密度介质中减速的信号,计算了光选样品中伽玛暴的初始洛伦兹因子(Gamma_0)和减速半径(R_dec)。结果表明,γ_0一般为几百个,典型的减速半径为R_dec~10^{17} cm。更有趣的是,发现了γ_0和E_iso之间的紧密相关性,即γ_0 ~ 195 E_iso,52}^{0.27}(对于光学和X射线z已知样品都满足)。它有助于理解伽玛暴物理,并可作为伽玛_0的指示器。我们发现,早期明亮的X射线通常是由不同的组件从外部冲击辐射为主,但偶尔(一种情况下)的消色差减速功能观察。X射线中的成分将有助于观察到的X射线光变曲线的多样性。
2009-12-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining a variable dark energy model from the redshift-luminosity distance relations of gamma-ray bursts and type Ia supernovae
描述暗能量动力学的模型有很多种。其中,我们采用状态方程(EoS),它随时间变化。我们采用马尔可夫链蒙特卡罗方法来约束我们的模型的五个参数。因此,我们可以显示DE在宇宙演化过程中的特征行为。利用现有的伽马射线暴和Ia型超新星(SNe Ia)的红移-光度距离关系,对DE的EoS进行了约束。结果发现,DE在早期是类精粹的,而在现在或不久的将来是类幻影的,在那里$z\sim0.3$的变化相当迅速。
2016-11-14 astro-ph.CO
Constraining the growth of perturbations with lensing of supernovae
最近提出的一种技术允许通过超新星Ia视星等的分布函数来约束背景和扰动宇宙学参数。在这里,我们将这种技术扩展到其他宇宙学的情况下,在这种情况下,结构的增长不遵循$Λ$ CDM处方。我们首先将该方法应用于JLA目录提供的超新星数据,结合所有当前独立的红移失真数据和来自Chandra的低红移星系团数据,并表明尽管超新星本身并不具有很大的约束力,但它们有助于降低置信区域。然后,我们将我们的方法应用于未来的数据从LSST和近似的欧几里得卫星任务的调查。在这种情况下,我们表明,合并后的数据是很好的互补性,并可以约束规范化$σ_8$和增长率指数$γ$内$0.6\%$和$7\%$,分别。特别是,LSST超新星目录的预测,给约束$γ(σ_8/0.83)^{6.7} = 0.55 \pm 0.1$。我们还报告的限制相对于逐步参数化的增长率的结构。这些结果表明,超新星透镜作为一个很好的交叉检查的测量扰动参数从更多的标准技术。
2015-03-05 astro-ph.CO gr-qc
Constraining spacetime variations of nuclear decay rates from light curves of type Ia supernovae
褪色的Ia型超新星的光度是由56 Ni和56 Co的放射性衰变决定的。衰变率与费米耦合常数G_F成正比,因此,由Brout-Englert-Higgs场的真空期望值v决定。我们使用公开的Ia型超新星的光变曲线在不同的红移限制可能的时空变化的56 Ni衰变率。由此产生的约束不是很紧;然而,它是唯一的直接约束的变化的红移到z~1。我们讨论了该结果在寻找G_F和v的非恒常性中的潜在应用。
2015-05-12 astro-ph.CO hep-ph
Intrinsic scatter of the luminosity relation, redshift distribution of the standard candles, and the constraining capability
标准烛光是研究宇宙的最重要工具之一。本文在不同情况下估计了标准烛光对宇宙学参数的约束。具体研究了约束条件对光度关系的内禀散射和标准烛光的红移分布的依赖性。结果表明,不同红移的标准烛光的约束具有不同的简并度方向,因此具有宽红移分布的标准烛光可以自破简并度,从而显著改善约束.因此,即使在目前已知的光度关系的紧密程度下,只要伽玛暴的红移足够多样化,伽马射线暴(GRB)就可以对宇宙的组成部分给出与Ia型超新星(SNe Ia)相当的紧密约束。然而,对于暗能量物态方程的实质性约束,需要更严格的亮度关系的伽玛暴,因为在高红移的标准烛光的暗能量的约束是非常弱的,因此在简并破缺的帮助不大。
2015-09-24 astro-ph.CO
Constraining dark energy cosmologies with spatial curvature using Supernovae JWST forecasting
针对哈勃常数张力与ΛCDM模型的平直性偏离问题,研究利用JWST预测的高红移Ia型超新星数据扩展距离阶梯法,结合现有超新星星表提升了空间曲率暗能量模型中物质密度参数的约束精度。
2024-03-13 astro-ph.CO gr-qc
Constraining the Anisotropy of the Universe from Supernovae and Gamma-ray Bursts
最近,一个各向异性的宇宙模型被提出。在Friedmann-Robertson-Walker线元中加入了一个任意的1-形式,它在宇宙中挑选出一个特权轴。距离-红移关系被修改为方向相关。在本文中,我们使用Union 2数据集和59个高红移伽马射线暴给出了宇宙各向异性的约束。结果表明,各向异性的大小约为$D=-0.044\pm0.018$,在银道坐标系中,各向异性轴指向$(l_0,b_0)=(306.1^{\circ}\pm 18.7^{\circ},-18.2^{\circ}\pm 11.2^{\circ})$方向。各向异性很小,各向同性宇宙学模型是一个很好的近似。
2014-05-13 astro-ph.CO
Constraining the dark energy and smoothness parameter with type Ia Supernovae and Gamma-Ray Bursts
在观测到的宇宙中存在的不均匀性修改了距离红移关系,从而影响了宇宙学测试的结果相比,假设空间均匀的模型。通过Zeldovich-Kantowski-Dyer-Roeder(ZKDR)方法对不均匀性进行建模,并引入一个唯象的光滑参数$α$,我们重新讨论了基于Ia型超新星和伽马射线暴(GRB)数据的宇宙参数约束。目前的分析仅限于一个平面$Λ$ CDM模型与合理的假设,$Λ$不结块。使用来自Union 2 Compilation Data的557个SNe Ia数据的$χ^{2}$分析(Amanullah { \it et al.} 2010)将参数对($Ω_m, α$)约束为$Ω_m=0.27_{-0.03}^{+0.08}$($2σ$)和$α\geq 0.25$。一个仅基于59个Hymphoid GRB的类似分析(Wei 2010)将物质密度参数限制为$Ω_m= 0.35^{+0.62}_{-0.24}$($2σ$),而平滑度参数的所有值都是允许的。通过执行联合分析,发现$Ω_m = 0.27^{+0.06}_{-0.03}$和$α\geq 0.52$。作为一个一般的结果,虽然考虑到目前的伽玛射线暴数据不能单独约束的平滑$α$参数,我们的分析提供了一个有趣的宇宙学探测暗能量,即使在存在的不均匀性。
2012-03-28 astro-ph.CO gr-qc
Constraining deceleration, jerk and transition redshift using cosmic chronometers, Type Ia supernovae and ISW effect
本文结合ISW效应、Ia型超新星和宇宙计时器H(z)数据约束q、j及过渡红移,指出泰勒展开直接测量法对非Λ-CDM模型不稳定,并基于ΛCDM、WCDM和CPL模型推导减速度参数。
2022-02-17 astro-ph.CO
A Missing-Link in the Supernova-GRB Connection: The Case of SN 2012ap
伽马射线暴(GRB)的特征是超相对论流出,而超新星的特征通常是非相对论喷出物。伽玛射线暴余辉通常在几天内迅速减速,因为它们的低质量喷射物迅速扫过相对较大质量的星周物质。然而,超新星,与沉重的喷出物,可以在近几个世纪的自由膨胀。超新星被认为具有非相对论性外流,除了少数伴随伽玛暴的相对论性超新星。SN 2009 bb是第一颗没有观测到伽玛暴的相对论流出超新星,这使得这种清晰的划分变得模糊。然而,与伽玛暴不同的是,SN 2009 bb的喷出物载有重子,并且在一年内几乎没有任何膨胀。我们报告了第一颗没有伽马射线暴但具有快速减速的相对论性喷出物的超新星,SN 2012 ap。我们发现了一个明亮的和迅速发展的无线电对应物驱动的相对论喷出物的拱星相互作用。然而,我们没有发现任何符合GRB的各向同性通量超过GRB 980425的六分之一。这第一次表明,即使没有观测到GRB,Ic型超新星的中心引擎也可以产生相对论性和快速减速的外流。
2015-04-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
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
The Role of Type Ia Supernovae in Constraining the Hubble Constant
本文系统回顾Ia型超新星在本地距离阶梯中约束哈勃常数的方法、交叉检验与系统误差,并论证超新星相关系统误差或非ΛCDM分量难以解释哈勃张力。
2023-11-28 astro-ph.CO
Supernovae Ia and Gamma-Ray Bursts together shed new lights on the Hubble constant tension and cosmology
本文通过分箱分析Pantheon样本发现哈勃常数随红移呈缓慢下降趋势,并结合伽马射线暴基本面关系等探针,为解决哈勃常数危机及探索高红移宇宙提供了新见解。
2023-09-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
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
Tension with the flat ΛCDM model from a high redshift Hubble Diagram of supernovae, quasars and gamma-ray bursts
在目前的框架中,我们宇宙的标准参数化是所谓的λ冷暗物质(ΛCDM)模型。最近,Risaliti & Lusso(2019)通过对来自JLA调查和类星体的超新星Ia(SNe Ia)的哈勃图的模型无关参数化,显示了ΛCDM模型的~4σ张力。在很宽的红移范围内,独立于模型的方法和独立的样本是测试这种张力和任何可能的系统学的关键。本文分析了Ia超新星、类星体和伽马射线暴(GRB)的组合哈勃图,以检验类星体和GRB宇宙学参数在高红移(z>2)下的一致性,并检验具有改进的统计精度的一致性平坦ΛCDM模型。我们从万神殿的样本中建立了一个带有Ia超新星的哈勃图(Scolnic et al. 2018),来自Risaliti & Lusso(2019)样本的类星体,以及来自Demianski et al.(2017 a)样本的GRB,其中,类星体通过观测到的它们的紫外线和X射线发射之间的非线性关系而标准化,伽马射线暴通过光谱峰值能量和各向同性之间的相关性而标准化。等效辐射能量(所谓的“Amati关系”)。我们用由四阶对数多项式和五阶线性多项式组成的宇宙学模型拟合数据,并将结果与平坦ΛCDM模型的预期进行比较。在~4σ(Ia超新星和类星体)、~2σ(Ia超新星和伽玛暴)和>4σ(Ia超新星+类星体+伽玛暴)数据集中,我们证实了最佳拟合宇宙学参数和ΛCDM模型之间的张力。类星体和伽玛暴的完全独立的高红移…
2019-07-24 astro-ph.CO
Integral field spectroscopy of supernova explosion sites: constraining mass and metallicity of the progenitors -- II. Type II-P and II-L supernovae
利用积分场光谱学已经观测到了附近星系中II-P和II-L型超新星的13个爆炸点,使得对爆炸点的空间和光谱研究成为可能。我们利用同时代超新星祖先星的母恒星星族的性质来推导它的金属丰度和初始质量(c.f. Paper I)。母恒星星族的光谱通过强线方法得到金属丰度的估计,并通过与简单的恒星星族(SSP)模型的比较得到年龄。这些金属丰度和年龄参数被采用的祖星。通过与恒星演化模型的比较,利用恒星的年龄或寿命来推导恒星的初始质量。利用这种技术,我们能够确定我们样品中SN祖细胞的金属丰度和初始质量。我们的结果表明,一些II型超新星的祖先可能是质量与SN Ib/c祖先相当的恒星。
2013-06-10 astro-ph.CO
Constraining the time variation of Newton's constant $G$ with gravitational-wave standard sirens and supernovae
Ia型超新星(SNIa)的内禀峰值亮度取决于牛顿引力常量$G$的值,通过欧拉塞卡质量$M_{\rm Ch}\propto G^{-3/2}$。如果光度距离可以独立确定,SNIa可以作为一个跟踪器来约束$G$在不同红移范围内可能的时间变化。由双星合并产生的引力波(GW)标准警报提供了一种与模型无关的测量GW事件距离的方法,只要GW和SNIa样本具有相似的红移范围,就可以通过插值来确定SNIa的光度距离。我们证明,结合第三代探测器的GW观测与SNIa数据提供了一个强大的和模型无关的方法来测量$G$在一个广泛的红移范围内,它可以限制比例$G/G_0$,其中$G$和$G_0$分别是在红移范围$z>0.1$和$z<0.1$,在$1.5\%$的水平。
2018-10-19 astro-ph.CO
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
Constraining a possible time-variation of the speed of light along with the fine-structure constant using strong gravitational lensing and Type Ia supernovae observations
自狄拉克提出大数假说以来,自然界基本常数随时间的变化一直是一个活跃的研究课题。在本文中,我们提出了一种新的方法来调查可能的时间变化的光速($c$)随着精细结构常数($α$)使用强引力透镜(SGL)和Ia型超新星(SNe Ia)的观测。我们假设一个通用的方法来描述透镜型星系的质量分布,一个有利于幂律指数模型(PLAW)。我们还考虑了描述$α$可能随时间变化的逃逸模型。为了深入研究这些结果,我们将SGL样本按照透镜恒星速度色散分为五个子样本,按照透镜红移分为三个子样本。结果表明,单独处理系统是合理的,但没有发现变化的$c$的强烈迹象。
2022-08-26 astro-ph.CO
Constraining the emergent dark energy models with observational data at intermediate redshift
本研究利用中等红移的GRBs、OHD及BAO数据,通过同时拟合方法约束PEDE与GEDE两类涌现暗能量模型,发现其H₀结果与局地测量值接近,可作为标准宇宙学模型的补充与潜在替代。
2024-07-31 astro-ph.CO
Constraining anisotropy of the universe from different groups of type-Ia supernovae
最近公布的普朗克数据和其他天文观测表明,宇宙在大尺度上可能是各向异性的。受此启发,提出了各向异性宇宙学模型。我们注意到Finsler-Randers时空为各向异性宇宙学提供了一个合适的框架。通过在Friedmann-Robertson-Walker(FRW)线元上添加任意的1-形式,在宇宙中挑选出一个特殊的轴。距离-红移关系被修正为方向依赖关系。我们希望各向异性宇宙学模型可以用独立的观测来交叉检验。从四个不同的光变曲线拟合器校准的Ia型超新星(SNe Ia)被用来限制宇宙可能的各向异性。各向异性的大小都在2% -5%之间,但不能排除系统的不确定性。特权轴的方向似乎各不相同。统计显著性不足以得出令人信服的结论。然而,从四组Ia型超新星获得的$(l,b)$平面中的$1σ$轮廓有重叠,以$(l,b)\approx (170^{\circ},0^{\circ})$为中心。蒙特卡罗模拟表明,各向异性不太可能是由选择效应引起的。
2014-03-22 astro-ph.CO
Constraining neutrino mass and dark energy with peculiar velocities and lensing dispersions of Type Ia supernovae
我们发现,独特的速度Ia型超新星可以用来推导出的中微子质量,$Σm_ν$,和暗能量状态方程,$w = w_0+w_a(1-a)$,从测量的星等红移关系,补充星系红移和弱透镜调查的总和的约束。来自超新星的光通过扰动的宇宙传播,因此光度距离从其均匀预测中修改。这种修正分别正比于引力透镜效应引起的物质密度涨落及其对时间的导数和奇异速度。在低红移时,奇特的速度信号占主导地位,而在高红移透镜。我们表明,使用透镜和特殊的速度从即将到来的调查WFIRST和ZTF超新星,没有其他的观测,我们可以约束$Σm_ν \lesssim 0.31$ eV,$σ(w_0) \lesssim 0.02$,和${σ(w_a)} \lesssim 0.18$($1-σ$ CL)在$Σm_ν$ - $w_0$ - $w_a$参数空间,其中所有其他宇宙学参数是固定的。我们发现,加入特殊的速度信息,从低红移收缩的体积参数椭球在这个空间的$\sim 33$ %。我们还允许$Ω_{\text{CDM}}$变化以及$Σm_ν$,$w_0$和$w_a$,并演示如何降低这些约束的结果。
2019-09-25 astro-ph.CO
Synergies between Vera C. Rubin Observatory, Nancy Grace Roman Space Telescope, and Euclid Mission: Constraining Dark Energy with Type Ia Supernovae
我们回顾了超新星社区的需求,以改善调查协调和数据共享,这将显着提高暗能量的限制,使用样本的Ia型超新星从维拉C。鲁宾天文台、\textit{Nancy Grace Roman Space Telescope}和\textit{Euclid}任务。我们讨论的统计和系统的精度,从这些实验的观察相结合,将使改进。例如,协调将导致改进的光度校准,红移测量,以及超新星距离。我们还讨论了现在应该建立什么样的团队和计划来开始为这些组合数据集做准备。具体而言,我们要求在实地选择和调查操作、光度校准、光谱跟踪、像素级处理和计算方面进行协调努力。这些努力将不仅有利于Ia型超新星的实验,而且有利于所有时域研究,以及具有多信使天体物理学的宇宙学。
2021-04-02 astro-ph.CO
Constraining the Amount of Circumstellar Matter and Dust around Type Ia Supernovae through Near-Infrared Echoes
星周(CS)环境是理解Ia型超新星(SNe Ia)祖先的关键,也是宇宙学应用中Ia型超新星特有消光性质的起源。有人认为CS尘埃对SN光子的多次散射可以解释非标准红化规律。在本文中,我们研究的CS尘埃在红外(IR)波长范围内的SN光子再发射的效果。这种效应允许将观察到的IR光变曲线用作对CS灰尘的位置/大小和量的约束。该方法被施加到观察到的近红外(NIR)超新星Ia样本;即使在保守的假设下,CS尘埃质量的有意义的上限。因此,我们澄清了一个困难与CS尘埃散射模型作为一个特殊的红化规律的一般解释,而它可能仍然适用于一个子样本的高度红化超新星Ia。对于Ia超新星来说,星际尺度的环境似乎是造成非标准灭绝定律的原因。此外,更深的限制,可以得到使用的标准性质的超新星Ia近红外光曲线。在该应用中,对于质量损失率高达~0.01 pc的原始物质,Mdot的上限为~10^{-8}-10 ^{-7} Msun/yr(风速为~10 km/s),对于质量损失率高达~ 0.1 pc的原始物质,Mdot的上限为~10^{-7}-10 ^{-6} Msun/yr。
2015-07-09 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraining smoothness parameter and the DD relation of Dyer-Roeder equation with supernovae
我们的真实宇宙是局部不均匀的。Dyer和Roeder引入了光滑性参数$α$来描述局域非均匀性对角直径距离的影响,得到了局域非均匀宇宙的角直径距离-红移近似关系(Dyer-Roeder方程)。此外,距离-对偶(DD)关系,$D_L(z)(1+z)^{-2}/D_A(z)=1$,应该对所有由黎曼几何描述的宇宙学模型有效,其中$D_L$和$D_A$分别是光度和角距离。因此,有必要检验Dyer-Roeder近似方程是否满足距离-对偶关系。本文利用Union2.1 SNe Ia数据约束光滑性参数$α$,检验Dyer-Roeder方程是否满足DD关系。利用$χ^2$最小化方法,我们得到了$1σ$上的$α=0.92_{-0.32}^{+0.08}$和$2σ$上的$0.92_{-0.65}^{+0.08}$,结果表明Dyer-Roeder方程与$1σ$上的DD关系具有很好的一致性.
2013-06-14 astro-ph.CO
Constraining f(R) theories with Type Ia Supernovae and Gamma Ray Bursts
由于四阶引力理论能够在只有物质的宇宙中提供加速的宇宙膨胀,近年来引起了人们的极大兴趣。在这些理论中,引力场的拉格朗日密度具有R + f(R)的形式,并且任意函数f(R)的显式选择必须满足引力的局部检验和轻元素原始丰度的约束。最近提出了两类流行的f(R)模型,它们有望满足所有上述要求。然而,这两种模型都没有经过可用天体物理数据的定量测试。在这里,通过结合Ia型超新星和伽马射线暴,我们调查的能力,这些模型再现观测到的哈勃图在红移范围(0,7)。我们发现,这两个模型都非常适合这个数据集的物质密度和减速参数,同意与以前的估计,今天的值。然而,f(R)参数之间的强简并性使我们无法对这些参数的值施加强约束;尽管如此,我们可以确定参数空间的区域,原则上应该用未来的数据和动力学探测器仔细探索,以便区分f(R)理论和标准暗能量模型。
2009-07-27 astro-ph.CO
Constraining Type Ia Supernovae progenitors from three years of SNLS data
虽然人们普遍认为Ia型超新星是双星系统中碳-氧白矮星吸积物质爆炸的结果,但它们的起源细节仍然让我们困惑,而双星伴星的性质也不确定。卡森(Kasen,2010)指出,在原始系统中存在一个非简并的伴星可能会留下一个可观测到的痕迹:在光变曲线的早期上升部分,由于喷出物与伴星本身的撞击而产生的通量过剩。这种过剩只有在有利的视角下才能观察到,其强度取决于伴星的性质。我们在三年的超新星遗产调查数据中搜索了一个非简并伴星的签名,通过生成合成光变曲线来解释冲击的影响,并将真实和合成的时间序列与Kolmogorov-Smirnov测试进行比较。我们最具约束力的结果来自于注意到,在静止坐标系B中的冲击效应比V带更突出:我们排除了白矮星-红巨星双星系统对Ia型超新星爆炸的贡献在2 σ水平上大于10%,在3 σ水平上大于20%。
2011-07-15 astro-ph.CO astro-ph.SR
Constraining a possible variation of G with Type Ia supernovae
天体物理学宇宙学以一种与实验室实验互补的方式限制牛顿常数的变化,例如著名的月球激光测距运动。超新星宇宙学是前者的一个例子,并且在2005年由一个暗能量特别工作组规划后,已经达到了战役状态。在本文中,我们使用截至2013年底的完整SNIa数据集来设定G变化的限制。在我们的方法中,我们采用标准的烛光描绘的红移距离关系。我们对它的变化率设定了上限|G点/ G|在9 Gyrs上每年的十亿分之零点一。相比之下,月球激光测距测试G在过去几十年中的变化。相反,可以采用实验室结果作为先验,并将变量G在暗能量状态方程实验中的影响限制为Δ w < 0.02。我们还研究了参数化G ~ 1 + z。它的膨胀年龄很短,这与平坦宇宙中膨胀率和密度的测量值相矛盾。总之,超新星宇宙学补充了其他限制G变化的实验。一个重要的警告是,它基于这样的假设,即无论红移如何,燃烧相同质量的56 Ni都可以产生标准烛光。这两个量f和G是简并的,其中f是燃烧的焦拉塞卡质量分数。单独约束f变化需要对SNIa机制有更多的了解。
2014-02-25 astro-ph.CO
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
Calibrating Gamma-Ray Bursts by Using a Gaussian Process with Type Ia Supernovae
本文以一种与宇宙学无关的方式,对伽马射线暴的Amati关系($E_{\rm p}$ - ${E}_{\rm iso}$关联)进行了刻度。利用高斯过程对Pantheon Ia型超新星(SNe Ia)的平滑光度距离进行重建,并利用重建的结果,用马尔可夫链蒙特卡罗方法对$E_{\rm p}$ - ${E}_{\rm iso}$关联进行了定标,用A220 GRB数据构造了哈勃图,其中A118 GRB数据具有更高的宇宙学质量。利用A118样品中$1.4<z\leq8.2$上的98个伽玛暴和观测到的哈勃数据,我们得到了$Ω_{\rm m}$ = $0.346^{+0.048}_{-0.069}$,$h$ = $0.677^{+0.029}_{-0.029}$,用于平面$Λ$ CDM模型,并且$Ω_{\rm m}$ = $0.314^{+0.072}_{-0.055}$,$h$ = $0.705^{+0.055}_{-0.069}$,对于平坦的$w$ CDM模型,$w$ = $-1.23^{+0.33}_{-0.64}$,这与同时拟合Amati关系系数和宇宙学参数得到的结果一致.
2022-12-05 astro-ph.CO
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
Gamma-Ray Bursts, Quasars, Baryonic Acoustic Oscillations, and Supernovae Ia: new statistical insights and cosmological constraints
最近的$\sim 4 \, σ$哈勃常数,$H_{0}$,张力之间观测到的$H_{0}$的值从宇宙微波背景(CMB)和Ia型超新星(SNe Ia)。十年前,这种紧张局势折磨着现代天体物理学界。为了阐明这个问题,关键是考虑在超新星Ia和CMB之间的中间红移的探针,并减少对$H_0$的不确定性。为了实现这些目标,我们通过采用伽马射线暴(GRB)和类星体(QSO)来填补红移空白,分别达到$z=9.4$和$z=7.6$,并结合重子声振荡(BAO)和超新星Ia。为此,我们采用了X射线平台发射的静止帧结束时间,其相应的光度,和峰值瞬发光度之间的“Dainotti GRB 3D关系”,以及紫外和X射线光度之间的“Risaliti-Lusso”类星体关系。我们探讨了GRB、类星体和BAO普遍采用的高斯性假设。利用联合样本,我们将平坦的$Λ$冷暗物质模型与高斯和新发现的似然函数拟合。我们还调查了\textit{Pantheon}和\textit{Pantheon +} SNe Ia的校准假设对该分析的影响。值得注意的是,我们发现,只有伽玛暴满足高斯假设。我们实现了小的不确定性的物质密度参数$Ω_M$和$H_0$。我们发现$H_0$值在2 $σ$内与红巨星分支尖端的值一致。最后,我们表明,宇宙学的结果是严重的偏见对任意校准选择超新星Ia。
2023-03-13 astro-ph.CO hep-th
Integral field spectroscopy of supernova explosion sites: constraining mass and metallicity of the progenitors - I. Type Ib and Ic supernovae
利用UH 88/SNIFS和Gemini-N/GMOS获得了邻近星系中11个Ib/c型超新星爆发点的积分场谱。积分场光谱的使用使我们能够获得爆炸现场的空间和光谱信息,允许识别超新星祖星的母恒星星族。母星族的光谱通过强线方法提供金属丰度测定,并通过与简单的恒星星族(SSP)模型比较获得年龄估计。我们采用这些信息作为超新星祖先的金属丰度和年龄,假设它与母恒星星族是同时代的。恒星的年龄与其寿命相对应,从而给出了其初始质量的估计。用这种方法,我们能够确定Ib型和Ic型超新星的祖星的金属丰度和初始(ZAMS)质量。我们发现,平均而言,SN Ic爆炸地点比SN Ib地点更富含金属和更年轻。由母恒星星族年龄得到的原始恒星质量表明,SN Ic比SN Ib有更多质量的原始恒星。此外,我们还发现一些SN祖先的质量小于~25 Msun,这表明它们可能是在一个近距离双星系统中的恒星,通过双星相互作用失去了它们的外层,产生Ib/c超新星,而不是单个的沃尔夫-拉叶星。这些发现支持了目前的建议,即二元和单一的祖通道都在产生Ib/c型超新星。这项工作也证明了积分场光谱学在调查超新星环境和活跃的恒星形成区域的力量。
2013-05-06 astro-ph.CO astro-ph.SR