[論文レビュー] The Pantheon+ Analysis: The Full Dataset and Light-Curve Release

D. Scolnic, Dillon Brout+28 more|arXiv (Cornell University)|Dec 7, 2021

Big Data Technologies and Applications被引用数 24

ひとこと要約

この論文は、18の調査から1550個のスペクトロスコピーで確認されたIa型超新星の1701本の光曲線を公開し、低赤方偏移データでPantheonを拡張し、H0とwの結合解析を可能にします。

ABSTRACT

Here we present 1701 light curves of 1550 spectroscopically confirmed Type Ia supernovae (SNe Ia) that will be used to infer cosmological parameters as part of the Pantheon+ SN analysis and the SH0ES (Supernovae and H0 for the Equation of State of dark energy) distance-ladder analysis. This effort is one part of a series of works that perform an extensive review of redshifts, peculiar velocities, photometric calibration, and intrinsic-scatter models of SNe Ia. The total number of light curves, which are compiled across 18 different surveys, is a significant increase from the first Pantheon analysis (1048 SNe), particularly at low redshift ($z$). Furthermore, unlike in the Pantheon analysis, we include light curves for SNe with $z<0.01$ such that SN systematic covariance can be included in a joint measurement of the Hubble constant (H$_0$) and the dark energy equation-of-state parameter ($w$). We use the large sample to compare properties of 151 SNe Ia observed by multiple surveys and 12 pairs/triplets of "SN siblings" - SNe found in the same host galaxy. Distance measurements, application of bias corrections, and inference of cosmological parameters are discussed in the companion paper by Brout et al. (2022b), and the determination of H$_0$ is discussed by Riess et al. (2022). These analyses will measure w with $\sim3\%$ precision and H$_0$ with 1 km/s/Mpc precision.

研究の動機と目的

• 宇宙論のためのSN Ia光曲線の包括的で標準化されたデータセットを提供する。
• 低赤方偏移超新星を含め、包括的なバイアスモデリングを行い、宇宙論パラメータの結合推定を可能にする。
• Pantheon+データセット全体の系統的効果を定量化するため、調査間比較やSN兄弟解析を支援する。

提案手法

• 18の調査からスペクトロスコピーで確認されたSNe Ia 1550個の1701光曲線を収集する。
• z<0.01のSNeを含めてSN系統共分散をH0とwの解析に取り入れる。
• 距離測定、バイアス補正、宇宙論推定については別論文で論じる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Pantheonサンプルを低赤方偏移のSNe Iaで拡張すると、H0とwの結合測定にどのような影響を与えるか？
• RQ2 複数の調査で観測された151個のSNe Iaと12個のSN siblingsが示す、調査間の一貫性と系統誤差は何か？
• RQ3 Pantheon+で堅牢なSN宇宙論のために最も重要なバイアスと固有分散モデルは何か？

主な発見

• Pantheon+データセットは18調査からの1550個のSNe Iaと1701の光曲線から成り、Pantheon（1048 SNe）よりも大幅に増加している。
• 低赤方偏移のSNe（z<0.01）が含まれ、SN系統共分散を伴うH0とwの結合解析を可能にする。
• 大規模サンプルにより、複数の調査で観測されたSNeと同じ宿主銀河に属するSN siblingsの直接比較が可能になる。
• 宇宙論パラメータ推定とバイアス補正は、Brout et al. (2022b)およびRiess et al. (2022)の協力論文で扱われている。
• 分析は、wを約3%の精度、H0を約1 km/s/Mpcの精度で測定することを見込んでいる。）