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用贝叶斯技术拟合星系旋转曲线的警示故事:牛顿常数是否因星系而异?

星系天体物理 2021-02-17 v2 宇宙学与河外天体物理 天体物理仪器与方法

摘要

贝叶斯技术在天文数据上的应用通常并非平凡,因为拟合参数可能强简并,且形式不确定度本身也不确定。基于贝叶斯旋转曲线拟合关于星系中是否存在普适加速度尺度(g_\dagger)的矛盾主张即为一例。为阐明该情形,我们提出一项分析,在拟合 SPARC 数据库中的旋转曲线时允许牛顿引力常数 GNG_N 因星系而异,类比于近期争论的贝叶斯分析中的 gg_{\dagger}。当对 GNG_N 施加平坦先验时,我们得到宽泛的 GNG_N 分布,若表面看来,将以高统计置信度排除 GNG_N 为普适常数。然而,施加经验驱动的 log-normal 先验后返回一个几乎恒定的 GNG_N,且拟合质量无损失。这意味着可变 GNG_N(或 g_{\dagger})的推断是参数简并与误差模型不可避免的不确定度二者联合作用的结果。当考虑这些效应时,SPARC 数据与恒定 GNG_{\rm N}(及恒定 gg_\dagger)一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2101.11644,
  title  = {A cautionary tale in fitting galaxy rotation curves with Bayesian techniques: does Newton's constant vary from galaxy to galaxy?},
  author = {Pengfei Li and Federico Lelli and Stacy McGaugh and James Schombert and Kyu-Hyun Chae},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2101.11644},
  year   = {2021}
}

备注

Accepted for publication in A&A Letters