[論文レビュー] Concerns about the reliability of publicly available SNe Ia data

M. Rameez|arXiv (Cornell University)|May 1, 2019

Gamma-ray bursts and supernovae参考文献 10被引用数 7

ひとこと要約

この論文は、パノスンおよびJLAの公開型Ia超新星（SNe Ia）データの信頼性について深刻な懸念を提起しており、特に不一致なヘルモセントリック赤方偏移（$z_{Σ\mathrm{hel}}$）と誤った固有速度補正に関するものである。58個のSNe Iaについて、2つのデータセット間で$z_{Σ\mathrm{hel}}$の値が測定不確実性の5〜137倍も異なることが示され、2018年11月以降にこれらのずれが導入されたことが判明している。また、これらの補正が宇宙論的推論をより高い$Ω_{Λ}$に向かわせるバイアスを生じさせ、>5σの宇宙膨張加速の証拠に対する信頼を損なっている。

ABSTRACT

I highlight several concerns regarding the consistency of Type Ia supernova data in the publicly available Pantheon and JLA compilations. The measured heliocentric redshifts (zhel) of $\sim$150 SNe Ia as reported in the Pantheon catalogue are significantly discrepant from those in JLA - with 58 having differences amounting to between 5 and 137 times the quoted measurement uncertainty. The discrepancy seems to have been introduced in the process of rectifying a previously reported issue. The Pantheon catalogue until very recently had the redshifts of all SNe Ia up to z $\sim$ 0.3 modified under the guise of 'peculiar velocity corrections' - although there is no information on peculiar velocities at such high redshifts. While this has reportedly been rectified on Github by removing peculiar velocity corrections for z > 0.08, the impact of this on the published cosmological analysis of the Pantheon catalogue is not stated. In JLA, the effect of these 'corrections' is to significantly bias the inferred value of $Ω_Λ$ towards higher values, while the equivalent effect on Pantheon cannot be ascertained due to the unavailability of the individual components of the covariance matrix in the public domain. I provide Jupyter notebooks and URLs in order to allow the reader to ascertain the veracity of these assertions.

研究の動機と目的

• パノスンおよびJLAのSNe Iaデータセット間におけるヘルモセントリック赤方偏移（$z_{\mathrm{hel}}$）の不一致を調査すること。
• パノスンデータセットにおいて、$z \sim 0.3$までのSNe Iaに適用された誤った固有速度補正の影響を評価すること。
• これらのデータの不一致が、特に$Ω_{\Lambda}$の推定値に与える影響を評価すること。
• 未検証かつ文書化されていない赤方偏移の変更が、パノスンデータに基づく>5σの宇宙膨張加速の証拠の妥当性を揺るがしていることを挑戦すること。
• 独立的な検証を可能にするために、オープンソースのJupyterノートブックを提供すること。

提案手法

• パノスンとJLAの両データセットに共通する58個のSNe Iaの$z_{\mathrm{hel}}$値を、公開済みのデータファイルを用いて比較すること。
• SDSS DR4や他の出典で報告された保守的な不確実性$σ_z = 0.0005$を用いて、赤方偏移差の有意水準を計算すること。
• JLAデータセットを再分析し、$z_{\mathrm{hel}}$を$z_{\mathrm{cmb}}$の代わりに使用することで、$Ω_{\mathrm{M}}$および$Ω_{\Lambda}$へのバイアスを評価すること。
• JLAデータに対して[8]の統計的分析を再実行し、宇宙論的パラメータへのバイアスを定量化すること。
• 公開済みのGitHubリポジトリを用いて、赤方偏移値および固有速度補正の変更履歴を追跡すること。
• 赤方偏移比較および宇宙論的パラメータ推定の再現を可能にするJupyterノートブックを提供すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 なぜ58個のSNe Iaが、パノスンにおける$z_{\mathrm{hel}}$値がJLAと5〜137倍も測定不確実性を超えて異なるのか？
• RQ2 2018年11月の赤方偏移補正が、パノスンデータセットの宇宙論的分析にどのような影響を与えたのか？
• RQ3 $z > 0.08$のSNe Iaに適用された固有速度補正は、$Ω_{\Lambda}$の推定値にどのように影響を与えるのか？（この赤方偏移では観測データや速度モデルが存在しない。）
• RQ4 なぜパノスンの共分散行列が分解形で公開されておらず、宇宙論的結果の独立的検証が不可能なのか？
• RQ5 パノスンおよびJLAに報告された固有速度補正が、宇宙膨張加速の証拠の推定にどれほどバイアスをもたらしているのか？

主な発見

• 58個のSNe Iaについて、JLAとパノスンの間で$z_{\mathrm{hel}}$の差が5σを超えており、最大で137σに達するなど、顕著なデータ不一致が生じている。
• 赤方偏移の差は2018年11月27日に導入されたが、以前の誤りの修正として報告されたものの、文書化も検証も行われなかった。
• パノスンでは、$z \sim 0.3$まで固有速度補正が適用されているが、その赤方偏移では観測データや速度モデルが存在しないため、補正は正当化できない。
• JLAデータセットにおいて、これらの誤った固有速度補正は$Ω_{\Lambda}$の推定値を高め方向にバイアスさせ、宇宙膨張加速の証拠の有意性を低下させている。
• JLAデータを$z_{\mathrm{hel}}$を用いて再分析した結果、加速の証拠はわずか$∼ 1.8\sigma$にまで低下し、バイアス補正後は$<1.5\sigma$にまで下がる。これは元のJLAの結果と矛盾する。
• 赤方偏移補正がパノスンの宇宙論的分析に与えた影響は文書化されておらず、共分散行列が公開されていないため、その結果の独立的検証が不可能である。