电磁与引力波联合分析估算哈勃常数的潜在偏差与前景
高能天体物理现象
2024-01-25 v2 广义相对论与量子宇宙学
摘要
GW170817 是一次双中子星并合事件，表现出引力波（GW）与伽马射线暴，并伴随余辉。本工作中，我们利用 GW170817 的甚长基线干涉测量与哈勃空间望远镜图像中的宽带余辉辐射及相对论性喷流运动估算哈勃常数（H_0）。与先前尝试相比，我们在同步贝叶斯拟合中将这些信使与 GW 结合。我们探究了 H_0 测量的稳健性对所用数据集、假定喷流模型以及可能存在的晚期流量超出的依赖。仅使用 GW 会因视角（θ_v）与光度距离（d_L）间的简并而导致 20% 的误差（77^{+21}_{-10} km/s/Mpc，中位数，16–84 百分位）。在拟合中纳入余辉光变曲线可减弱该简并，得到 H_0=96^{+13}_{-10} km/s/Mpc 这一偏大值，其源于拟合偏好大视角，系余辉流量中可能存在晚期超出的所致。通过在晚期引入恒定流量分量来修正该超出，得到 H_0=78.5^{+7.9}_{-6.4} km/s/Mpc。在分析中增加质心运动可有效打破 d_L–θ_v 简并并克服晚期偏离，给出 H_0 = 69.0^{+4.4}_{-4.3} km/s/Mpc（与 Planck 及 SH0ES 测量一致）与 θ_v = 18.2^{+1.2}_{-1.5} 度。此结果无论喷流结构假设如何均成立。我们的模拟表明，在下一代 GW 观测运行中，射电观测预计至多提供少数类似事件。
引用
@article{arxiv.2309.17073,
title = {Potential biases and prospects for the Hubble constant estimation via electromagnetic and gravitational-wave joint analyses},
author = {Giulia Gianfagna and Luigi Piro and Francesco Pannarale and Hendrik Van Eerten and Fulvio Ricci and Geoffrey Ryan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.17073},
year = {2024}
}
备注
14 pages, 10 figures. Accepted for publication in MNRAS