[논문 리뷰] The Pantheon+ Analysis: The Full Dataset and Light-Curve Release

D. Scolnic, Dillon Brout외 28명|arXiv (Cornell University)|2021. 12. 07.

Big Data Technologies and Applications인용 수 24

한 줄 요약

본 논문은 18개의 관측에서 1550명의 스펙트로스코피로 확인된 Type Ia 초신성의 1701 광 곡선을 공개하고, Pantheon을 저적색편이 데이터로 확장하여 공동 H0 및 w 분석을 가능하게 한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 우주론용으로 표준화된 SN Ia 광 곡선 데이터 세트를 제공한다.
• 저적색편이 초신화를 포함하고 포괄적인 바이어스 모델링을 통해 공동 우주론 매개변수 추론을 가능하게 한다.
• Pantheon+ 데이터세트의 교차 설문 간 비교 및 SN-형제 분석을 지원하여 시스템적 효과를 정량화한다.

제안 방법

• 18개 설문에서 spectroscopically confirmed SNe Ia 1550개의 1701 광 곡선을 수집한다.
• H0 및 w 분석에 SN 시스템적 공분산을 포함시키기 위해 z<0.01인 SN을 포함한다.
• 동반 논문에서 거리 측정, 바이어스 보정 및 우주론적 추론에 대해 논의한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 저적색편이 SN Ia로 Pantheon 샘플을 확장하는 것이 공동 H0 및 w 측정에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 여러 설문에서 관측된 151개의 SN Ia 및 같은 호스트 은하에서의 SN 형제 12개에서 드러난 설문 간 일관성과 시스템오가 무엇인가?
• RQ3 Pantheon+에서 강건한 SN 우주론에 가장 중요한 바이어스 및 고유 분산 모델은 무엇인가?

주요 결과

• Pantheon+ 데이터세트는 18개 설문에서 1550 SNe Ia의 1701 광 곡선을 포함하며, Pantheon(1048 SNe)보다 상당히 증가했다.
• 저적색편이 SNe(z<0.01)가 포함되어 SN 시스템적 공분산과 함께 H0 및 w 분석을 가능하게 한다.
• 대규모 샘플을 통해 동일 호스트 은하에서 여러 설문과 SN 형제에 의해 관측된 SN 간의 직접 비교가 가능하다.
• 우주론 매개변수 추정 및 바이어스 보정은 Brout et al. (2022b) 및 Riess et al. (2022)의 동반 논문에서 다루어진다.
• 분석은 ~3% 정확도로 w를 측정하고 ~1 km/s/Mpc 정확도로 H0를 측정하는 것을 목표로 한다.