天体物理学 > 宇宙学与非星系天体物理学
[提交于 2020年11月18日
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标题: 利用双重成像类星体的强引力透镜时间延迟累积分布测量$H_0$的 4% 精度
标题: A 4% measurement of $H_0$ using the cumulative distribution of strong-lensing time delays in doubly-imaged quasars
摘要: 在大规模巡天的背景下,为了精确测量$H_0$而单独建模强引力透镜及其对应的时间延迟将会变得计算昂贵且极其复杂。 一种互补的方法是研究时间延迟的累积分布函数(CDF),其中全局透镜群体与$H_0$一起被建模。 本文中,我们使用一套流体动力学模拟来估计来自双像类星体的真实透镜分布的时间延迟 CDF。 我们发现,CDF 显示出大量的晕-晕方差,这些方差受密度剖面内斜率以及$5$千秒差距内的总质量调节。 为了拟合数据,我们使用主成分分析压缩了 CDF,并拟合了一个高斯过程回归器,其中包括三个物理特征:透镜的红移$z_{\rm L}$;晕的幂律指数$\alpha$,以及$5$千秒差距内的质量,再加上四个宇宙学特征。 假设宇宙是平坦的,我们将模型拟合到27个双重成像类星体上,得到 $H_0=71^{+2}_{-3}$公里/秒/百万千米,$z_{\rm L} = 0.36_{-0.09}^{+0.2} $,$\alpha=-1.8_{-0.1}^{+0.1}$,$\log(M(<5$千帕光年$)/M_\odot)=11.1_{-0.1}^{+0.1} $,$\Omega_{\rm M} = 0.3_{-0.04}^{+0.04} $和$\Omega_{\rm \Lambda}=0.7_{-0.04}^{+0.04}$。 我们将$z_{\rm L}$和$\log(M(<5$千秒差距$)/M_\odot)$的估计值与数据进行比较,并发现它们在数据的灵敏度范围内没有系统偏差。 我们生成了模拟的累积分布函数(CDF),并发现维拉·鲁宾天文台 (VRO) 可以测量$\sigma/H_0$到$<3\%$的范围,但受到模型精度的限制。 若要充分利用 VRO,我们需要进行模拟,以更大比例采样透镜星系群体,并采用多种反馈模型,探索所有可能的系统性影响。
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