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基于 Cepheid 校准星系中 Ia 型超新星的一致消光模型及其对 $H_{0}$ 的影响

宇宙学与河外天体物理 2024-08-15 v2 星系天体物理 广义相对论与量子宇宙学

摘要

最近的 SH0ES 对 Hubble 常数的测量采用了对其宿主星系中消光进行修正后的 Ia 型超新星星等。这些修正使用在 Hubble 流(z>0.03)超新星上训练的概率模型进行估计,并外推至校准星系(即观测到 Cepheid 的星系),尽管后者是基于偏好盘状且富尘系统的标准选择的。我们表明,这种标准方法低估了高质量恒星(M>1010MM_{\star}>10^{10}M_{\odot})校准星系中偏红超新星的亮度。这可归因于以下事实:对于这些星系,假设了低的总选择性消光系数(RB 3R_B~3),而对于低恒星质量对应体则采用了更标准的 RB 4R_B~4。我们提出对校准星系中的消光模型进行极简修正,以减轻这一系统效应。该修正包含两方面:(i) 相同的、类似银河系的 RBR_B 分布(平均 RBR_B 为 4.3——与用于 Cepheid 颜色修正的消光曲线一致——且散射为 0.4),以及 (ii) 修改 E(BV)E(B-V) 红化分布的形状,同时保持超新星峰值星等-颜色关系的有效斜率相同,以及与在 Hubble 流中测量的超新星相同的平均 E(BV)E(B-V) 红化。我们表明,这种新方法对校准数据产生了显著更好的拟合(ΔBIC=11\Delta BIC=-11),并导致更低的 H0H_{0} 值。我们的结果是 H0=70.5±1H_{0}=70.5\pm1 km/s/Mpc,这意味着 Hubble 常数张力从 5.2σ5.2\sigma 降低到了 2.8σ2.8\sigma

关键词

引用

@article{arxiv.2403.10388,
  title  = {Consistent extinction model for type Ia supernovae in Cepheid-based calibration galaxies and its impact on $H_{0}$},
  author = {Radosław Wojtak and Jens Hjorth},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.10388},
  year   = {2024}
}

备注

18 pages, 7 figures, 3 tables; accepted for publication in MNRAS