We show how the angular clustering between gravitational-wave standard sirens and galaxies with known redshifts allows an inference of the Hubble constant, regardless of whether the host galaxies of any of these sirens are present in the galaxy catalog. We demonstrate this for the first time with realistic simulations of gravitational-wave signals from binary black holes in a three-detector network with Advanced LIGO and Advanced Virgo sensitivities. We show that with such a network, the cross-correlation technique can be used to infer the Hubble parameter with a precision of less than 10% (2%) at 90% confidence with 50 (500) sources, even with a 100% incomplete catalog, which does not contain the hosts of any of the gravitational-wave events. We compare our method with the current state-of-the-art techniques used for the inference of the Hubble parameter from real data. We argue that, if the clustering information is not used explicitly, the inference of $H_0$ from real data is expected to be prior-dominated.
Echoes from the dark: Galaxy catalog incompleteness in standard siren cosmology
Università di Bologna（博洛尼亚大学）；INAF-OAS, Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（意大利国家天体物理研究所-博洛尼亚天文与空间科学观测台）；INFN-Sezione di Bologna（意大利国家核物理研究所博洛尼部分部）；Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）；INFN, Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰比可卡分）
A Pixelated Approach to Galaxy Catalogue Incompleteness: Improving the Dark Siren Measurement of the Hubble Constant
利用引力波标准警报器进行宇宙学分析已成为众所周知的事情，人们对测量哈勃常数$H_0$特别感兴趣，并对当前早期和晚期测量之间的紧张关系进行了说明。目前的紧张局势是超过$4σ$和标准警报器将能够提供一个完全独立的测量。暗警报（没有电磁对应物的双黑洞或中子星合并）可以提供信息，如果丢失的红移信息通过使用星系目录来识别合并的潜在宿主星系。然而，星系目录的不完整性影响这一分析，它的准确建模是必不可少的$H_0$获得一个公正的测量。以前，这是通过假设引力波事件的天空区域内的均匀完整性来实现的。本文提出了一种更新的方法，其中的星系目录的完整性估计在一个方向依赖的问题，通过像素化的天空和计算的完整性的星系目录沿每条视线。单个事件的$H_0$推断是在逐像素的基础上执行的，并且像素被组合以获得最终结果。对第一个引力波瞬变目录（GWTC-1）中的事件进行重新分析，结果表明，与等效LIGO和Virgo结果的68.3%最高密度间隔相比，$H_0$的测量值提高了约5%，$H_0$的测量值为$H_0= 68.8^{+15.9}_{-7.8}$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$。
SKYSURF-3: Testing Crowded Object Catalogs in the Hubble eXtreme Deep Field Mosaics to Study Sample Incompleteness from an Extragalactic Background Light Perspective
StAGE: Stellar Archaeology-driven Galaxy Evolution II. Binary Black Hole Mergers in Quiescent Galaxies and their Star-forming Progenitors
SISSA（斯issa国际高等研究院）；INFN-Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）；IFPU（理论物理学前沿研究所）；INAF-IRA（意大利国家天体物理研究所都灵天文台）；Univ. Heidelberg（海德堡大学）；Univ. of Trento（特伦托大学）；INAF-OAR（意大利国家天体物理研究所阿斯科利山天文台）
Galaxy Clustering Can Reveal Host-Galaxy Properties of Binary Black Hole Mergers
Research Center for the Early Universe (RESCEU), Graduate School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学研究系早期宇宙研究中心）；TAPIR, California Institute of Technology（加州理工学院 TAPIR）；Graduate School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学研究系）；Department of Physics, Graduate School of Science, Chiba University（千叶大学理学研究系物理学科）
Gravitational Wave Bias in IllustrisTNG300 from Machine-Learned Population-Synthesis Calibrated Merger Rates
University of Waterloo（滑铁卢大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（佩里尔理论物理研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Cambridge（剑桥大学）；Indian Institute of Science（印度科学学院）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）
Comparing the Detectability of the Baryon Acoustic Oscillation through Gravitational-Wave Autocorrelation and Cross-Correlation with Galaxies
Cotton University（科顿大学）；KAGRA Observatory, Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo（宇宙线研究所KAGRA天文台，东京大学）；Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（天体物理学与天文学大学间中心）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo（东京大学 Kavli 宇宙物理与数学研究所（WPI））
Recovering Large-Scale Clustering of Missing Galaxies for Galaxy--Gravitational-Wave Cross-correlations
KAGRA Observatory, Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo（宇宙线研究所）；Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（天体物理与天文大学间中心）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo（宇宙物理与数学科睿唯安研究所）
On Dark Gravitational Wave Standard Sirens as Cosmological Inference and Forecasting the Constraint on Hubble Constant using Binary Black Holes Detected by Deci-hertz Observatory
Modeling Gravitational Wave Bias from 3D Power Spectra of Spectroscopic Surveys
Perimeter Institute for Theoretical Physics（Perimeter理论物理研究所）；University of Waterloo（滑铁卢大学）；Waterloo Centre for Astrophysics, University of Waterloo（滑铁卢大学滑铁卢天体物理中心）；Queen’s University（女王大学）；Arthur B. McDonald Canadian Astroparticle Physics Research Institute（Arthur B. McDonald加拿大亚原子物理研究所）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
New leaves of the tree: percolation analysis for cosmic web with discrete points
渗透分析长期以来一直被用来量化宇宙网络的连通性。以前的工作大多是基于网格上的密度场。通过平滑到场，我们丢失了关于星系属性的信息，如形状或光度。缺乏数学模型也限制了我们对渗流分析的理解。为了克服这些困难，我们研究了基于离散点的渗流分析。使用朋友圈（FoF）算法，我们生成S-bb关系，最大连接群（S）的分数质量和FoF连接长度（bb）之间。我们提出了一个新的模型，概率云集群扩展理论（PCCET）的S-bb关系与关联函数。我们表明，S-BB关系反映了组合的所有顺序的关联函数。利用N体模拟，我们发现S-bb关系对红移失真和观测不完全性是鲁棒的。从Bolshoi模拟，与Halo Abbreviation匹配（HAM），我们已经产生了一个模拟星系目录。投影的两点关联函数与观测值的匹配良好。然而，将模拟目录与SDSS DR 12的最新星系目录进行比较，我们发现它们的S-bb关系存在显着差异。这表明模拟星系表不能准确地保留比两点关联函数更高阶的关联函数，从而揭示了HAM方法的局限性。S-bb关系作为一种新的测量方法，具有适用范围广、计算速度快、抗红移失真和不完备性等优点，并且包含了关联函数的所有阶次信息。
Gravitational waves and galaxies cross-correlations: a forecast on GW biases for future detectors
Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院）；Instituto de Astrofisica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto CAUP（波尔图大学天体物理与空间科学研究所CAUP）；University of the Western Cape（西开普敦大学）；Institute of Cosmology and Gravitation, University of Portsmouth（朴茨茅斯大学宇宙学与引力研究所）
Redshift inference from the combination of galaxy colors and clustering in a hierarchical Bayesian model $-$ Application to realistic $N$-body simulations
光度星系巡天是一个强大的宇宙学探测器，但它依赖于仅使用宽带成像对其红移分布的准确表征，并且对用于红移校准的不完整或有偏见的先验非常敏感。Sánchez & Bernstein（2019）提出了一种分层贝叶斯模型，该模型根据先验信息、单个星系的光度测量以及星系聚类中包含的信息与特征良好的示踪剂种群的稳健组合来估计这些参数。在这项工作中，我们扩展的方法，使其可以应用于真实的数据，开发一些必要的新的扩展，特别是在处理星系聚类信息，我们测试它在现实的模拟。边缘化后的聚类估计和样本星系的实际密度分布之间的映射，并使用之前的信息，从一个小补丁的调查，我们发现，合并的聚类信息与照片- $z$的，以收紧红移后验，并克服偏见之前，模仿那些发生在光谱样本。这里介绍的方法使用了手头的所有信息，以减少先验偏差和不完整性。即使在我们人为地偏置光谱样本以引起$Δ\bar z \approx 0.05,$的平均红移偏移的情况下，后验中的最终偏置也是$Δ\bar z \lesssim0.003.$。这种对红移先验或训练样本中的缺陷的鲁棒性将构成未来弱透镜分析中控制红移系统不确定性的里程碑。
