基于准星模型的超大质量黑洞双星天体板块引力波作为暗红外探测器

最近，多个脉冲星时序阵列（PTA）项目检测到了纳米赫兹频段随机引力波背景（SGWB）的证据，为将来探测单个超大质量黑洞双星（SMBHB）提供了信心。由 inspiraling 的 SMBHB 发射的纳米赫兹引力波编码了 SMBHB 的光度距离。它们可作为暗红外探测器，通过统计方法获取引力波源宿主星系的红移信息，以探索宇宙膨胀历史。暗红外方法的理论分析依赖于 SMBHB 群体的建模，因为 SGWB 提供了关于 SMBHB 分布的重要信息。本文采用一种与最新 SGWB 观测一致的准星基模型，该模型能够自洫地解释 SGWB 的�幅，从而估算 SMBHB 的群体。我们利用 PTA 未来不同探测情景下的模拟 GW 数据，对宇宙膨胀常数进行约束。我们的结果表明，由 100 颗信噪比为 20 ns 的 PTA 组成的阵列，在 10 年观测期间可将宇宙膨胀常数的测量精度接近 1%；而由 200 颗脉冲星组成的 PTA 可在 5 年观测期间实现此目标。结果表明，SMBHB 群体的建模对暗红外分析具有重要影响，SMBHB 暗红外探测器有潜力发展为一种有价值的宇宙学探针。