Ia型超新星的双群体贝叶斯分层模型

当前使用的Ia型超新星标准化方法产生的哈勃残差，其物理起源尚未得到解释。在此，我们基于一个新颖的Ia型超新星贝叶斯分层模型，提出了对哈勃残差的完整物理解释，在该模型中，描述超新星内禀和外在属性的潜变量源自两个群体。将该模型拟合到哈勃流中超新星的SALT2光变曲线参数，我们发现了存在两个重叠但截然不同的群体的强有力证据（$4\sigma$），这两个群体主要通过其平均SALT2形状参数$x_1$来区分。来自以缓慢衰减型为主（平均$x_1$较高）群体的超新星被发现其内禀颜色更蓝（平均SALT2颜色$c=-0.11$），且受尘埃红化的程度（平均红化$E(B-V)=0.10$）是以快速衰减型为主（平均$x_1$较低）的相反群体的两倍，后者的$c=-0.04$，$E(B-V)=0.05$。两个超新星群体中推断出的消光系数$R_B$均遵循一个宽泛（散射0.9）的分布，均值为4.1，这与在银河系中测得的平均消光律非常接近。我们还发现，超新星数据更倾向于一个尖峰（双尾）的选择性消光$E(B-V)$分布，而非通常采用的指数模型（单尾，最大值固定为0）。我们的模型从消光属性以及上述两个群体间的差异出发，为超新星光变曲线参数的分布提供了完整的解释，无需引入任何内在弥散。