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利用时延透镜、类星体与 Ia 型超新星确定 $H_0$ 的模型无关方法

宇宙学与河外天体物理 2024-01-29 v2

摘要

强透镜的绝对距离可以锚定宇宙学距离的 Ia 型超新星(SNe Ia),从而给出哈勃常数(H0H_0)的模型无关推断。未来的观测可能提供源红移至 z4z\,\simeq\,4 的强透镜时延距离,远高于迄今观测到的 SNe Ia 的最大红移。为充分利用更高红移处测得的时延距离,我们使用类星体作为补充宇宙学探针,在超出 SNe Ia 红移的范围测量宇宙学距离,并提供确定 H0H_0 的模型无关方法。本工作中,我们展示了 SNe Ia、类星体与强透镜类星体时延距离的模型无关联合约束。我们首先基于一个基准宇宙学模型生成 SNe Ia、类星体和时延距离的模拟数据集。然后,利用高斯过程(GP)回归与模拟 SNe Ia 数据,模型无关地标定类星体参数。最后,利用 GP 回归从模拟类星体与强透镜系统的时延距离模型无关地确定 H0H_0 的值。作为比较,我们也给出了由模拟 SNe Ia 与红移和 SNe Ia 重叠的时延透镜系统联合得到的 H0H_0 结果。我们的结果表明,更高红移的类星体展现出扩展 SNe Ia 红移覆盖范围的巨大潜力,从而能够充分利用正在进行宇宙学巡天的强透镜时延距离测量,并在时延距离不确定度为距离值 5%5\% 时,将 H0H_0 估计精度从 2.1%2.1\% 提升至 1.3%1.3\%

关键词

引用

@article{arxiv.2308.06951,
  title  = {A Model-independent Method to Determine $H_0$ Using Time-Delay Lensing, Quasars and Type Ia Supernovae},
  author = {Xiaolei Li and Ryan E. Keeley and Arman Shafieloo and Kai Liao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.06951},
  year   = {2024}
}

备注

10 pages, 5 figures, 2 tables, accepted for publication in ApJ