增强深层引力波事件的位置确定性:实现主机星系鉴别与精确 cosmological 推断
宇宙学与河外天体物理
2025-10-15 v1 高能天体物理现象
摘要
深层引力波 (GW) 事件预计将成为新型天文学中强大的 cosmology 探针,关键在于通过电磁观测实现红移测量。因此,主机星系鉴别至关重要,但因引力波信号本身定位不精确而面临挑战。本文表明,第三代地面引力波探测器将探测到一批拥有三至多个可检测图像(含中心图像)的透镜事件,每幅图像以不同的到达时间和地点在太空中形成有效网络,从而将典型定位区域缩小至 平方度。对于至少 (或 )的这些事件,定位相较于未透镜情况提升超过一个数量级(或 倍)。这种精准定位和多图像检测使我们能够稳健地确定主机星系,并通过透镜建模进一步获得亚弧秒级位置。作为“深层透镜声乐”(dark lensed sirens),这些事件将成为 cosmology 参数的强大探针。我们利用模拟的透镜双星合并事件表明,第三代引力波探测器进行两年或更长时间的观测可通过“深层透镜声乐”实现对哈勃常数的 精度测量(即便仅依赖透镜星质量双黑洞事件),同时还能限制其他 cosmology 参数。这一方法将提供一种独立且互补的 cosmology 参数测量途径。
引用
@article{arxiv.2510.12470,
title = {Enhanced Localization of Dark Lensed Gravitational Wave Events Enables Host Galaxy Identification and Precise Cosmological Inference},
author = {Zhiwei Chen and Qingjuan Yu and Youjun Lu and Xiao Guo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.12470},
year = {2025}
}
备注
23 pages, 8 figures, accepted for publication in Astrophysical Journal Letters