旋转光谱标准汽笛：利用双黑洞群体中的质量-自旋关联进行稳健宇宙学测量
宇宙学与河外天体物理
2025-02-18 v1 高能天体物理现象
摘要
致密双星并合产生的引力波提供了一种对光度距离的直接测量，结合红移信息后，可作为宇宙学探针。为了统计推断并合红移，光谱标准汽笛方法依赖于致密天体质量谱中的特征，如峰值、凹陷或断裂，这些特征在探测器参考系中相对于源参考系发生了红移。然而，如果这些特征在源参考系中的位置随宇宙时间演化，光谱汽笛测量可能会产生偏差。某些特征，如对不稳定超新星质量间隙的边缘，可能比其他特征更稳定。我们指出，双黑洞（BBH）自旋在探测器参考系中不发生红移，为光谱汽笛宇宙学提供了一种识别稳健质量尺度的自然方式。例如，最近有证据表明在BBH群体中存在一个质量尺度，将缓慢自旋的BBH并合与更快自旋的BBH并合区分开来，这与对不稳定间隙的下边缘一致。将我们的方法应用于LIGO-Virgo-KAGRA第三次暂现源目录的数据，我们展示了如何分离这一质量尺度，并产生稳健的"旋转光谱标准汽笛"哈勃常数测量：，或当与其他质量特征（如 峰值）结合时，。我们考虑了 峰值在源参考系中的位置随红移演化的可能性，并表明黑洞自旋信息可用于减轻自校准光谱汽笛的相关偏差。
引用
@article{arxiv.2502.10780,
title = {Spinning spectral sirens: Robust cosmological measurement using mass-spin correlations in the binary black hole population},
author = {Hui Tong and Maya Fishbach and Eric Thrane},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.10780},
year = {2025}
}