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利用 CosmoDC2_BCO LSST 合成目录中的明亮类开关探索宇宙学

宇宙学与河外天体物理 2026-02-18 v2

摘要

明亮类开关,即与电磁对等物体相伴的致密二进制合并的引力波探测,提供了自校准的距离-红移关系,因而是探索宇宙膨胀的强大工具。我们利用 CosmoDC2_BCO 目录预测了当前(LVK)和下一代(ET, CE)探测器网络的宇宙学约束,结合类似罗马号的 Type Ia 超新星样本。我们发现,第三代网络在数年内即可实现对哈勃常数的亚百分之精度,十年后 CE+ET+LVK 达到 0.2%,而 LVK 仍受限于 6% 水平。LVK 第五观测运行可能只有在推导出的值超出普林克和 SH0ES 确定范围时,才能为解决 H_0 矛盾提供线索,这两种方法目前实现的精度远高于后者。超新星并不直接缩紧 H_0,但通过参数相关性稳定其推断并实现对超新星绝对亮度 M_B 的校准。在动力学暗能量模型中,罗马超新星与明亮类开关的联合分析,ET+LVK 的 Figure of Merit 为 25,CE+ET+LVK 为 76,与当前 DESI DR2 BAO 加上 DESY5 超新星值 56 进行比较。DeltaOmega < 50 deg^2 或甚至 DeltaOmega < 10 deg^2 的 sky-localization 阈值仅带来温和的惩罚,表明高效的跟随策略是可行的。这些结果确立了第三代 GW+EM 观测,尤其是与罗马超新星联合,作为下个十年精密宇宙学的基石。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.18752,
  title  = {Probing cosmology with bright sirens from the CosmoDC2_BCO LSST synthetic catalog},
  author = {Ranier Menote and Valerio Marra},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.18752},
  year   = {2026}
}

备注

21 pages, 3 figures and 5 tables. Matches the version accepted for publication in JCAP