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次级质量特征改善谱线汽笛 $H_0$ 约束

宇宙学与河外天体物理 2026-05-13 v1 高能天体物理现象 广义相对论与量子宇宙学

摘要

来自致密双星并合(CBCs)的引力波(GW)信号能够通过谱线汽笛方法独立测量哈勃常数 H0H_0,该方法关键依赖于对源系质量分布的精确建模。虽然主质量函数已被广泛研究,但次级质量分布对宇宙学推断的影响在很大程度上被忽视了。在此,我们利用 GWTC-4.0 中的 142 次高置信度 CBC 探测,采用一种新的参数化模型,对星族参数和宇宙学参数进行联合推断。该模型能灵活描述组分质量谱和配对函数中的特征,并特别关注次级质量。我们发现,仅使用谱线汽笛得到 H0=71.413.4+13.8  kms1Mpc1H_0 = 71.4^{+13.8}_{-13.4} \;\mathrm{km\,s^{-1}\,Mpc^{-1}}(68% 置信水平),当与明亮汽笛 GW170817 结合时,得到 H0=73.57.2+9.2  kms1Mpc1H_0 = 73.5^{+9.2}_{-7.2} \;\mathrm{km\,s^{-1}\,Mpc^{-1}}。与标准的 LVK Fullpop-4.0 分析相比,这些约束在 H0H_0 不确定性上分别提升了约 29.8% 和约 22.2%。精度的提高是由先前未建模的特征驱动的,包括在 18M18\,M_\odot65M65\,M_\odot 附近的峰值,以及在 28M28\,M_\odot52M52\,M_\odot 处的质量依赖配对转变。我们的结果表明,次级质量函数也是精密标准汽笛宇宙学的一个关键要素。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.11474,
  title  = {Secondary-Mass Features improve Spectral-Siren $H_0$ Constraints},
  author = {Yin-Jie Li and Yi-Ying Wang and Yuan-Zhu Wang and Shao-Peng Tang and Yi-Zhong Fan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.11474},
  year   = {2026}
}

备注

15 pages, 8 figures (3 in main text, 5 in Appendix)