大质量星系团的观测增长 I：统计方法与宇宙学约束

（摘要删节）本文是系列论文的第一篇，我们利用对大质量、X射线通量选择的星系团的观测，同时推导宇宙学参数和X射线标度关系的约束。我们的数据集包含来自ROSAT全天巡天的238个星系团，并纳入了钱德拉X射线天文台的大量后续观测。我们在此描述并实施了一个新的统计框架，以自洽地从这些数据中同时获得宇宙学和标度关系的约束，并展示了暗能量模型的结果。在具有恒定暗能量状态方程w的空间平坦模型中，星系团数据给出Ω_m=0.23±0.04、σ_8=0.82±0.05和w=-1.01±0.20，并对系统不确定性的保守估计进行了边缘化。这些约束与宇宙微波背景各向异性、Ia型超新星、星系团气体质量分数、重子声学振荡、星系红移巡天和宇宙剪切等独立数据的结果吻合良好且具有竞争力。将我们的数据与当前的CMB、SNIa、f_gas和BAO数据结合，对于平坦的恒定w模型，得到Ω_m=0.27±0.02、σ_8=0.79±0.03和w=-0.96±0.06。对于演化的w模型，在0.05-1的转变红移范围内进行边缘化后，我们将早期和晚期的状态方程分别约束为w_0=-0.88±0.21和w_et=-1.05^{+0.20}_{-0.36}。组合数据提供的约束相当于DETF FoM为15.5。我们的结果凸显了X射线研究在约束宇宙学方面的能力。然而，我们应用于此任务的新的统计框架同样适用于其他波段的星系团研究。