分层贝叶斯模型揭示Ia型超新星绝对星等的固有环境依赖性

《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》：On the origin of the environmental dependence of SN Ia magnitudes: A BayeSN view of the ZTF SN Ia DR2

　　Ia型超新星（SNe Ia）的天体物理学变异性，例如其与诞生环境之间的关联，目前已成为暗能量状态方程参数 w 测量中的主要系统性不确定来源之一。利用大样本的SNe Ia群体研究为理解这些变异性提供了宝贵的见解。我们使用BayeSN——一个针对SNe Ia光谱能量分布的分层贝叶斯模型——分析了ZTF SN Ia DR2数据集中一个体积受限的932颗超新星子样本。我们研究了SNe Ia光变曲线参数的分布及其与超新星环境的关联。利用在配套论文中发布的新版BayeSN训练结果，我们发现哈勃残差色散小于SALT方法。随后我们研究了绝对星等阶跃（magnitude step），该阶跃反映了SNe Ia标准化绝对星等与宿主星系环境之间的相关性。当我们使用全局恒星质量作为环境代理指标时，发现后验阶跃为0.103 ± 0.010星等（与0相差10.1σ）；使用局部颜色时，阶跃为0.086 ± 0.010星等（8.3σ），这与使用SALT光变曲线拟合所计算的阶跃一致。这证实了在ZTF SN Ia DR2数据中观察到的大阶跃并非由于SALT拟合或相关标准化过程所致。我们随后使用一种既考虑了固有绝对星等阶跃又考虑了不同超新星环境下尘埃性质差异的BayeSN模型，探讨了该阶跃的起源。我们发现全局质量对应的阶跃为0.103 ± 0.018星等（5.6σ），局部颜色对应的阶跃为0.085 ± 0.019星等（4.5σ）。不同宿主星系环境下R_V分布的均值相似，所有环境代理指标对应的ΔE(R_V) ≤ 0.2，显著性范围为0.6σ至1.2σ。这强烈表明SNe Ia绝对星等对环境存在固有依赖性。