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引力透镜极少产生致密双星群体中的高质量异常值

高能天体物理现象 2026-01-21 v2 宇宙学与河外天体物理 广义相对论与量子宇宙学

摘要

所有引力波信号在宇宙中传播时都不可避免地被介入物质引力透镜化。当引力波信号被放大时,它看起来\emph{看起来}像是源自一个更近、更大质量的系统。因此,引力波源群体中的高质量异常值常被提议为强透镜事件的天然候选者。然而,当使用数据驱动方法识别群体异常值时,我们发现高质量异常值不一定是强透镜的,大多数强透镜信号也不会表现为高质量异常值。这既是因为统计涨落对观测到的双星参数产生的影响大于透镜放大,也是因为透镜诱导的异常值必须源自本征高质量源,而这类源很罕见。因此,单个透镜诱导异常值的出现意味着目录中存在许多其他透镜事件。我们进一步表明,可以通过高质量异常值的探测或缺失来约束强透镜光深,这是我们宇宙的一个基本量。然而,使用最新引力波目录得到的约束很弱\unicodex2014\unicode{x2014}我们得到了红移 11 处源被放大 55 倍或以上的光深上限为 τ(μ5,z=1)0.035\tau(\mu\geq5,z=1)\leq 0.035 \unicodex2014\unicode{x2014}且未来的观测运行无法使基于异常值的方法与其他光深探测方法相竞争。然而,完全推断出的致密双星群体可能对宇宙中透镜的分布提供更多信息,从而开启探索高红移宇宙和约束宇宙结构的独特机遇。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.07964,
  title  = {Gravitational lensing rarely produces high-mass outliers to the compact binary population},
  author = {Amanda M. Farah and Jose María Ezquiaga and Maya Fishbach and Daniel E. Holz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.07964},
  year   = {2026}
}

备注

13 pages, 6 figures. Code release: https://github.com/afarah18/GW-lensing-outliers-public . v2 reflects published article in PRD