Assessing the robustness of the CPL parametrization to basis and prior variations: insights from DESI DR2 BAO data

Abstract This work reexamines cosmological parameter constraints from the DESI Data Release 2 baryon acoustic oscillation (BAO) measurements using the distance-basis representation $$(D_V/r_d,\,D_M/D_H)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mi>V</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>r</mml:mi> <mml:mi>d</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mspace/> <mml:msub> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mi>M</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mi>H</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> , which separates the isotropic BAO scale from the scale-free Alcock–Paczynski ratio. This work compares $$\Lambda $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mi>Λ</mml:mi> </mml:math> CDM, $$\omega \textrm{CDM}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>ω</mml:mi> <mml:mtext>CDM</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:math> , and $$\omega _{0}\omega _{a}\textrm{CDM}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>ω</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msub> <mml:msub> <mml:mi>ω</mml:mi> <mml:mi>a</mml:mi> </mml:msub> <mml:mtext>CDM</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:math> models to evaluate how the choice of data basis and the width of the prior on $$\omega _a$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>ω</mml:mi> <mml:mi>a</mml:mi> </mml:msub> </mml:math> affect dark-energy inference. Ratio-only fits ( $$D_M/D_H$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mi>M</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mi>H</mml:mi> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> ) amplify the $$(\omega _0,\,\omega _a)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>ω</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msub> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mspace/> <mml:msub> <mml:mi>ω</mml:mi> <mml:mi>a</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> degeneracy and can produce large apparent shifts in point estimates without genuine evidence for dynamical dark energy. Joint fits using $$(D_V/r_d, D_M/D_H)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mi>V</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>r</mml:mi> <mml:mi>d</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mi>M</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mi>H</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> restore parameter consistency and show that these shifts mainly trace the degeneracy ridge. The pivoted equation of state, $$\omega _p=\omega (a_p)\simeq -0.9\pm 0.1$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>ω</mml:mi> <mml:mi>p</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mi>ω</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>a</mml:mi> <mml:mi>p</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>≃</mml:mo> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>0.9</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> at $$z_p\simeq 0.34$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>z</mml:mi> <mml:mi>p</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>≃</mml:mo> <mml:mn>0.34</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> , remains stable and