中文

多光谱灵敏度:双黑洞二进制的引力波宇宙学

宇宙学与河外天体物理 2024-11-12 v2 高能天体物理现象 广义相对论与量子宇宙学

摘要

通过联合约束二进制系统质量函数和宇宙模型,可以直接测量宇宙膨胀率,这种方法称为光谱灵敏度。这种方法依赖于质量函数中的特征,这些特征可能来自某些单个亚群,从而由于不同亚群的叠加而变得模糊/不清晰。本文提出了一种新方法,通过亚群的引力波事件来约束宇宙膨胀率,称为多光谱灵敏度。通过对模拟数据的演示,展示了多光谱灵敏度相对于传统光谱灵敏度的优势。将该方法应用于 GWTC-3 数据后,我们得到 H0=73.325.6+29.9 Mpc1 km s1H_0=73.3^{+29.9}_{-25.6}~{\rm Mpc}^{-1}~{\rm km}~{\rm s}^{-1}(中位数和对称 68.3% 可信区间),这比仅使用幂律+峰值质量函数的传统光谱灵敏度结果紧密约束的结果宽松约 19%。将亮标准灵敏度 GW170817 与 [10,200](对数均匀先验 [20,140])Mpc1 km s1{\rm Mpc}^{-1}~{\rm km}~{\rm s}^{-1} 结合后,H0=71.17.5+15.0 (70.37.1+12.9) Mpc1 km s1H_0=71.1^{+15.0}_{-7.5}~(70.3^{+12.9}_{-7.1})~{\rm Mpc}^{-1}~{\rm km}~{\rm s}^{-1}(68.3% 置信水平),相对于仅使用 GW170817 的测量结果分别实现了约 26%(23%)的改进。

关键词

引用

@article{arxiv.2406.11607,
  title  = {Multi-spectral Sirens: Gravitational-wave Cosmology with (Multi-) Sub-populations of Binary Black Holes},
  author = {Yin-Jie Li and Shao-Peng Tang and Yuan-Zhu Wang and Yi-Zhong Fan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.11607},
  year   = {2024}
}

备注

17 pages, 11 figures, 2 tables; Accepted for publication in ApJ