中文

快速射电暴作为宇宙代理:估计哈勃常数

宇宙学与河外天体物理 2025-02-13 v1 高能天体物理现象 广义相对论与量子宇宙学

摘要

宇宙学中最具挑战性的问题之一是哈勃矛盋,即宇宙膨胀率的预测值存在差异。我们利用快速射电暴(FRB)色散 measures(DM)与哈勃因子之间的灵敏度,来探讨哈勃矛盋。我们构建了98个局部化FRB的目录,以及一个独立的模拟目录,并采用三种方法计算哈勃常数H0H_0的最佳值:i)通过直接计算获得的H0H_0值的平均值,ii)最大似然估计(MLE),以及iii)使用两种DM-zz关系重建宇宙膨胀历史H(z)H(z)。当采用确认的FRB时,我们的预测与Planck+2018的报告一致,分别对于MLE和算术平均数,得到H0=65.13±2.52km/s/MpcH_0=65.13\pm2.52\,\text{km/s/Mpc}57.67±11.99km/s/Mpc57.67\pm11.99\,\text{km/s/Mpc}。如果我们假设DM-zz关系的线性函数和幂函数,我们的H0H_0预测分别为51.273.31+3.80km/s/Mpc51.27^{+3.80}_{-3.31}\,\text{km/s/Mpc}77.097.64+8.89km/s/Mpc77.09^{+8.89}_{-7.64}\,\text{km/s/Mpc}。使用100个模拟FRB目录,我们通过所有方法获得更大的H0H_0值:H0; Like=67.30±0.91km/s/MpcH_{0;\text{ Like}}=67.30\pm0.91\,\text{km/s/Mpc}H0; Mean=66.21±3.46km/s/MpcH_{0;\text{ Mean}}=66.21\pm3.46\,\text{km/s/Mpc}H0; Median=66.10±1.89km/s/MpcH_{0;\text{ Median}}=66.10\pm1.89\,\text{km/s/Mpc}H0;Linear=54.34±1.57km/s/MpcH_{0;\text{Linear}}=54.34\pm1.57\,\text{km/s/Mpc}H0;Power-law=91.84±1.82km/s/MpcH_{0;\text{Power-law}}=91.84\pm1.82\,\text{km/s/Mpc},分别对应于MLE、算术平均数、线性和幂律DM-zz关系。我们的模拟FRB目录结果提高了统计精度,范围从1.4%到5.2%,适用于MLE和算术平均数。应用到合成FRB的MLE结果的精度水平与SH0ES的报告相同。增加确认FRB的数量将使我们能够通过结合其他观测,提供对哈勃常数价值的稳健预测。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.08509,
  title  = {Fast Radio Bursts as cosmological proxies: estimating the Hubble constant},
  author = {Eduard Fernando Piratova-Moreno and Luz Ángela García and Carlos A. Benavides-Gallego and Carolina Cabrera},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.08509},
  year   = {2025}
}

备注

9 pages, 4 figures