来自Type Ia超新星数据的无偏暗能量密度估计

Type Ia超新星(SNe Ia)目前是探测宇宙暗能量的最佳探针。为以无模型的方式约束暗能量的本质，我们允许暗能量密度$\rho_X(z)$随红移变化得任意。利用空间基超新星笔划束测量模拟数据，我们发现通过优化用于参数化无量纱暗能量密度函数$f(z)=\rho_X(z)/\rho_X(z=0)$的参数个数，可获得对f(z)和Omega_m（假设宇宙为平坦且满足弱能量条件）的无偏估计。一种可行的超新星笔划束测量（视场为平方度，观测持续一年）可获得约2000颗z \in [0, 2]的SNe Ia。此类空间测量可获得内在及观测分散度为$\sigma (m_{int})=0.16$mag的SN峰值亮度。我们发现对于此理想测量，Omega_m可测至10%精度，f(z)在z \sim 1.5处可估计至约20%，在z \sim 2处可估计至约20-40%，具体取决于真实暗能量密度的时间依赖性。变化较慢的暗能量密度可更准确地测量。对于预期的SNAP任务，Omega_m可测至14%精度，f(z)在z \sim 1.2处可估计至约20%。我们的结果表明SNAP可通过在中心笔划束场上投入更多观测时间以获得z>1.2处更多SNe Ia，从而显著提升对f(z)和Omega_m时间依赖性的灵敏度。我们还发现蒙特卡罗分析比最大似然分析更准确地估计暗能量密度。（已略）