利用时延引力透镜、类星体和Ia型超新星的模型无关方法确定 $H_0$
摘要：强引力透镜的绝对距离可以在宇宙学距离上锚定Ia型超新星(SNe Ia)，从而对哈勃常数($H_0$)进行无需模型的推断。将来的观测可以提供与源红移高达$z\approx4$的强引力透镜时延距离，这远高于目前观测到的SNe Ia的最大红移。类星体也被观测到具有较高的红移，基于紫外线(UV)和X射线亮度之间的对数线性关系，可以潜在地作为标准烛光使用。为了充分利用在更高红移上测量的时延距离，我们使用类星体作为补充的宇宙学探针，以测量超过SNe Ia的红移的宇宙学距离，并提供一种无需模型的方法来确定哈勃常数。在这项工作中，我们展示了SNe Ia、类星体和时延距离的无需模型的联合约束。首先，我们基于一个基准宇宙学模型生成SNe Ia、类星体和时延距离的模拟数据集。然后，我们使用高斯过程(GP)回归模型独立地校准类星体参数，使用模拟SNe Ia数据。最后，我们使用来自模拟类星体和强引力透镜系统的时延距离的GP回归模型，无需模型地确定$H_0$的值。作为对比，我们还展示了使用与SNe Ia重叠的时延透镜系统的模拟SNe Ia得到的$H_0$的结果。我们的结果表明，更高红移的类星体具有很大的潜力来扩展SNe Ia的红移覆盖范围，并能充分利用正在进行的宇宙调查中的强引力透镜时延距离测量，从而将$H_0$的估计精度从2.1%提高到1.3%。
作者：Xiaolei Li, Ryan E. Keeley, Arman Shafieloo and Kai Liao
论文ID：2308.06951
分类：Cosmology and Nongalactic Astrophysics
分类简称：astro-ph.CO
提交时间：2023-08-15