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利用来自 LSST 的 Ia 型超新星测量结构增长率

宇宙学与河外天体物理 2017-10-11 v2

摘要

我们研究了利用来自 LSST 的 Ia 型超新星 (SNe Ia) 测量直至 z=0.5z=0.5 的星系本动速度,并预测了其对结构增长率的后续约束。我们考虑了两种情形。第一种情形基于体积 SNe Ia 发生率的测量,假设我们能够为 LSST 在峰值光度前探测到的不同比例的天体获取光谱红移和光变曲线(其中部分可由 LSST 自身获取,其余则需要额外的后续观测)。我们发现,尽管天体数量少约 4×\sim4\times 倍,这些测量在 z<0.5z<0.5 处产生的增长率约束可显著优于使用 DESI 或 4MOST 的红移空间畸变 (RSD) 结果。在第二种情形中,我们使用半解析模拟以及作为恒星质量与恒星形成率函数的 SNe Ia 发生率预设,预测了其宿主红移可能已由 Taipan+WALLABY 巡天或未来多目标光谱巡天获取的 LSST SNe Ia 数量。我们发现这两种情形下分别有 18,000\sim 18,000160,000\sim 160,000 颗具有宿主红移的 SNe Ia。尽管这仅占 LSST 探测到的 SNe Ia 总数的一小部分,但与仅使用 RSD 相比,它们可用于显著增强并改善增长率约束。最终我们发现,在未来几十年内,将 LSST SNe Ia 与大量星系红移相结合,将为 z<0.5z<0.5 阶段的大尺度引力提供最强有力的探针。

关键词

引用

@article{arxiv.1708.08236,
  title  = {Measuring the growth rate of structure with Type IA Supernovae from LSST},
  author = {Cullan Howlett and Aaron S. G. Robotham and Claudia D. P. Lagos and Alex G. Kim},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1708.08236},
  year   = {2017}
}

备注

12 pages, 1 table, 5 figures. Accepted for publication in ApJ. The Fisher matrix forecast code used in this paper can be found at: https://github.com/CullanHowlett/PV_fisher. Updated to fix error in Eq. 1 (thanks to Eric Linder for pointing this out)