通过星系团外围探测暗能量

我们提出一种贝叶斯方法，结合$Planck$数据和$Chandra$观测的320个星系团（$0.056<z<1.24$，$kT>3$ keV）维里化区域内星系团内介质的X射线物理性质。我们利用星系团外围发射度的高相似性作为宇宙学探针。因此，假设不同红移处的发射度轮廓弱自相似（即形状普适），并明确考虑气体分数的温度和红移依赖性，从而对宇宙学参数进行约束。该宇宙学检验与$Planck$+SNIa数据结合，使我们能对暗能量模型给出严格约束。对于常数$w$模型，我们得到$w=-1.010\pm0.030$和$\Omega_m=0.311\pm0.014$；而对于随时间演化的暗能量状态方程$w(z)$，我们得到$\Omega_m=0.308\pm 0.017$、$w_0=-0.993\pm0.046$和$w_a=-0.123\pm0.400$。通过加入流体动力学模拟得到的气体分数演化先验，宇宙学约束进一步改善。当前数据偏好宇宙学常数（$w\equiv-1$），无动态暗能量证据。我们验证了该方法对各类系统误差源（包括背景建模、异常值测量、选择效应、气体分布不均匀性和宇宙纤维结构）具有鲁棒性。我们还首次给出了何种星系团边界半径定义更为合理的约束，即基于相对于宇宙临界密度的固定过密度。这一新颖的宇宙学检验有能力为我们理解暗能量状态方程带来代际飞跃。