结合测光星系巡天与引力波天文台的宇宙学约束

由于选择效应导致的巡天性质空间变化，在光学星系巡天中极大尺度上会产生显著的系统误差。在此类尺度上，光学巡天的统计灵敏度也受限于其有限的天空覆盖范围。相比之下，引力波源似乎相对不受这些问题影响，前提是引力波实验的角灵敏度能被精确表征。我们量化了将预期的LSST 3×2pt分析（星系密度与弱引力透镜剪切场的三种两点相关函数的组合）与拟议的下一代引力波实验的引力波源大尺度自相关相结合所预期的宇宙学信息增益。我们发现，在ΛCDM和wCDM模型中，由于前者的散粒噪声较大，将引力波与LSST 3×2pt结合相比单独LSST并未显著改善宇宙学约束；然而，这种组合确实能够对引力波源的线性星系偏差实现约6%的约束。更有趣的是，光学-引力波数据组合对具有原初非高斯性的模型提供了紧约束，这是因为原初非高斯性模型在大尺度上预测了尺度依赖的偏差。假设LSST将探测的最大角尺度与第三阶段巡天相当（ℓ_min~50），加入下一代引力波测量可将原初非高斯性参数f_NL的约束改善至多约6.6倍（相比单独LSST），得到σ(f_NL)=8.5。这些结果假设了类爱因斯坦望远镜引力波天文台网络的能力，探测率为每年10^6个事件。我们研究了结果对不同未来引力波探测器假设以及不同LSST分析选择的敏感性。