利用表面亮度涨落精确测定双中子星并合GW170817宿主星系的距离

来自双中子星(BNS)并合 GW170817 的引力波与电磁辐射的联合探测，为一系列广泛的物理过程提供了前所未有的见解：通过$r$过程的重元素合成；相对论性抛射物的产生；中子星的状态方程与并合遗迹的性质；双星并合时标；以及通过“标准汽笛”技术对哈勃常数的测量。具体而言，所有这些结果都依赖于该并合事件宿主星系 NGC4993 的距离。在本文中，我们利用哈勃空间望远镜(HST)宽场相机3红外通道的 F110W 和 F160W 波段测量了 NGC4993 的表面亮度涨落(SBF)距离。对于优选的 F110W 波段，我们推导出距离模数 $m{-}M=33.05\pm0.08\pm0.10$ mag，或线距离 $d=40.7\pm1.4\pm1.9$ Mpc(分别为随机与系统误差)；从 F160W 数据获得了几乎相同的结果。这是迄今可用的对 NGC4993 最精确的距离。将我们的距离测量与 NGC4993 的修正退行速度相结合，意味着哈勃常数 $H_0=71.9\pm 7.1~km~s^{-1}~Mpc^{-1}$。我们的结果与 GW 推断的 $H_0$ 值比较表明双星轨道倾角 $i\,{\gtrsim}\,137~\deg$。SBF 技术可应用于 BNS 并合的早型宿主星系，使用 HST 可达 ${\sim\,}100$ Mpc，使用詹姆斯·韦伯空间望远镜可能远达 ${\sim\,}300$ Mpc，从而有助于在众多未来 BNS 并合可能被探测到的距离上打破 GW 信号固有的距离-倾角简并。