Unbiased Hubble constant estimation from binary neutron star mergers
引力波（GW）观测的中子星（BNS）合并可以用来测量光度距离，因此，当结合估计合并的主机红移，推断哈勃常数，$H_0$。然而，这些观测结果受到GW测量噪声，主机红移和特殊速度的不确定性的影响，并可能受到选择效应和宇宙学模型或BNS人口的错误指定的偏见。估计$H_0$从样本的BNS合并与光学同行在这里进行测试，通过使用的GW应变，捕获数据驱动的事件选择和距离倾斜退化的现象学模型，同时足够简单，以方便大量的模拟。一个严格的贝叶斯方法来分析从这样的模拟BNS合并样本的数据，产生的结果是无偏的，有适当的不确定性，并具有鲁棒性的模型误指定。将这种方法应用于$N \simeq 50$ BNS合并事件的样本，正如LIGO+Virgo在下一个$\sim 5$年可能产生的那样，应该会产生可靠而准确的哈勃常数估计，精确到$\sim 2$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$的水平，足以可靠地解决当前$H_0$的局部和宇宙学测量之间的紧张关系。
2019-10-07 astro-ph.CO
Measuring Hubble Constant with Dark Neutron Star-Black Hole Mergers
从中子星-黑洞（NSBH）标准塞壬中探测引力波（GW）可以提供哈勃常数（$H_0$）的局部测量，而不考虑电磁（EM）对应物的探测：GW中物质项的存在打破了质量参数和红移之间的简并性，允许同时测量光度距离和红移。尽管潮汐扰动的NSBH系统可以具有EM发射，但是在下一代GW探测器的时代，EM对应物的探测前景将限于光学中的$z < 0.8$。然而，独特的合并形态和高红移检测潮汐中断NSBH使他们有前途的标准警笛候选人，这种方法。利用最近NICER和LIGO/Virgo/KAGRA多信使观测对NS状态方程的约束，我们展示了仅从NSBH系统的GW观测测量$H_{0}$的前景，可以通过爱因斯坦望远镜（ET）和宇宙探测器（CE）探测器实现。我们首先分析单个事件，以量化高频（$\ge$ 500 Hz）潮汐扭曲对NS潮汐变形性参数（$Λ$）的推断，从而对$H_0$的影响。我们发现，破坏性的合并可以约束$Λ$到$\mathcal{O}(60\%)$更精确地比非破坏性的。然而，该精度不足以对单个事件的$H_0$施加严格的约束。通过对ET+CE探测器中不同的模拟NSBH数据集（直至$N=100$事件，对应于从几个小时到一天的观测时间尺度）进行贝叶斯分析，我们发现NSBH系统在估计$H_0$（68%可信区间）时具有4%-13%的无偏精度。这是在分析LVKC O 5时代NSBH合并与EM合并人群的研究中发现的…
2022-07-24 astro-ph.CO gr-qc
The Hubble sequence: just a vestige of merger events?
Abr：我们调查哈勃序列是否可以被合并事件的遗迹复制。我们证实，在zmed=0.65，人口丰富的异常星爆主要是与当地的螺旋。它们的形态主要是年轻恒星，与它们的电离气体运动学有关。我们表明，形态学和运动学都可以通过使用Barnes（2002）对主要合并研究的气体模型来再现。使用我们的模型来估计合并过程中的气体到恒星的转换，我们确定的气体分数的祖先一般在50%以上。所有遥远的大质量星暴都可以沿着一个时间序列分布，从第一个通道到核融合，然后到磁盘重建阶段。它证实了重建的螺旋盘的情况下，可能是一个重要的通道，为今天的磁盘形成的螺旋。因为现在的螺旋中有一半在zmed=0.65时具有特殊的形态和异常的运动学，它们确实可能在6个Gyrs前处于主要的合并阶段，而且几乎都在z~1。现在是详细研究螺旋盘及其子结构的形成的时候了，包括凸起、盘、臂、条、环，它们可能主要源于上一次大合并期间产生的不稳定性。
2009-09-14 astro-ph.CO
A possible role for the merger of clusters/voids in the cosmological expansion
本研究提出利用星系团/空洞合并过程作为可变暗能量流体来缓解哈勃张力，通过引入二次状态方程修正宇宙流体能量密度并结合OHD数据拟合，证明该模型在描述宇宙加速膨胀时比wCDM更具兼容性。
2023-09-12 astro-ph.CO gr-qc
Hubble constant measurement with 13 bright standard sirens from binary black hole mergers inside active galactic nuclei
Beijing Institute of Mathematical Sciences and Applications（北京数学与应用研究所）；Department of Physics, National Institute of Technology Agartala（阿加塔拉国立理工学院物理系）；Institute for Gravitation and the Cosmos, Department of Physics, Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学引力与宇宙学研究所）；National Institute of Technology Agartala（阿加塔拉国立理工学院）
该研究利用13个与活动星系核宿主相关的引力波双黑洞合并来测量哈勃常数，通过不同样本组合逐步提高精度，并展示了在特定假设下对相反锚定的显著拒绝。
2026-07-08 astro-ph.CO gr-qc
The Stochastic Siren: Astrophysical Gravitational-Wave Background Measurements of the Hubble Constant
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Illinois Center for Advanced Studies of the Universe, University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校宇宙高级研究中心）；The University of Chicago（芝加哥大学）；Kavli Institute for Cosmological Physics, The University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理学研究所）
利用双黑洞并合产生的随机引力波背景，首次测量哈勃常数并缓解哈勃张力问题。
2026-09-01 astro-ph.CO gr-qc
Evolution along the sequence of S0 Hubble types induced by dry minor mergers. I - Global bulge-to-disk structural relations
最近的研究认为，星系合并不是S0演化的重要驱动力，因为合并不能保持这些星系中观测到的凸起和盘尺度长度之间的耦合，并且它们的比率与S0哈勃类型缺乏相关性。我们调查是否产生碰撞的中间和次要合并到S0星系的N-体模拟的残留物演变履行全球结构关系观察到这些星系的凸起和磁盘之间。不同的初始膨胀盘比的主要S0被认为是，以及不同的卫星密度，质量比，和轨道的遭遇。我们分析了最终形态的残留物的图像模拟典型的观测条件的S0调查。我们推导出凸起+磁盘分解的最后残留物比较其全球的凸起磁盘结构与观测。我们发现，所有的残余物目前未受干扰的S0形态根据专门调查的处方。干的中、小型合并引起显著的球核生长（S0c → S0b和S0b → S0a），但对球核和盘尺度长度的影响很小。因此，如果这两个组件之间的耦合在合并之前就存在，那么相遇不会破坏这种耦合。这一事实提供了一个简单的解释，缺乏相关性之间的比例的凸起和磁盘的规模长度和S 0哈勃类型的观测报告。这些模型证明，干燥的中间和次要合并可以诱导全球结构演化的序列中的S0哈勃类型与观测兼容，这意味着这些过程不应该被丢弃的演化场景中的S0的只是在这些星系的凸起和磁盘尺度长度之间观察到的强耦合的基础上（删节）。
2012-09-24 astro-ph.CO
Evolution along the sequence of S0 Hubble types induced by dry minor mergers. II - Bulge-disk coupling in the photometric relations through merger-induced internal secular evolution
星系合并被认为是透镜状星系（S 0）演化的可疑机制，即使是轻微的诱导结构变化的基础上，是难以调和的光度标度关系中观察到的强烈的膨胀盘耦合的S 0的。我们检查由干燥的中间和次要合并引起的S 0的演化是否可以再现它们的光度标度关系，分析Eliche-Moral等人（2012）提出的合并模拟的膨胀盘分解。合并诱导的光度平面的演化与S 0的数据兼容，即使在那些指示一个强大的膨胀盘耦合。在某些情况下，合并驱动所观察到的光度关系的形成，而在其他情况下，它们会引起与数据兼容的轻微分散。因此，这种演化机制倾向于保持这些标度关系。在这些光度平面的形态类型分离，合并总是导致向该地区的人口S 0的演变。的隆起和磁盘的结构耦合被保存或加强，因为合并触发内部长期过程中的主要磁盘，诱导显着的隆起增长，即使这些模型不诱导酒吧。因此，中间和次要的合并可以被认为是合理的机制，为S 0的出席其光度标度关系的演变，因为它们可以保存，甚至加强任何预先存在的结构膨胀盘耦合，触发显着的内部长期演变（即使在没有酒吧或耗散效应）。这意味着，在现今的早型盘中，可能很难将纯粹内部长期演化的影响与合并驱动的影响分开。
2013-03-04 astro-ph.CO
Measuring the Hubble constant with neutron star black hole mergers
对GW 170817的探测和对它的宿主星系的识别，使得人们能够对哈勃常数进行第一次标准的塞壬测量，其不确定度为$\sim 14\%$。随着更多的中子星探测和红移测量的进行，不确定性将缩小。联合探测的数量和每个事件的光度距离的不确定性将是主要因素。中子星黑洞合并也是先进的LIGO和Virgo的有希望的来源。如果黑洞自旋引起轨道平面的进动，光度距离和轨道倾角之间的简并性被打破，导致更好的距离测量。此外，由于质量较大，中子星黑洞源可以在更远的距离观察到。中子星黑洞也可以发射电磁辐射：根据黑洞的自旋和质量比，中子星可以被潮汐破坏，导致电磁辐射。我们量化的距离不确定性的黑洞的质量，自旋和方向的范围很广，并发现1- $σ$统计不确定性可以达到$\sim 10$的一个因素，优于一个非旋转的二进制中子星合并具有相同的信噪比。更好的距离测量，更大的引力波可探测体积，和潜在的明亮的电磁辐射，意味着旋转的黑洞中子星双星可以是最佳的标准警报源，只要它们的天体物理速率大于$O(10)$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$，一个值允许当前的天体物理约束。
2018-06-30 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A simulation study on the constraints of the Hubble constant using sub-threshold GW observation on double neutron star mergers
引力波与电磁波的观测提供了一种测量哈勃常数的方法，也被称为亮塞壬法。人们对这种方法寄予了很大的希望，希望它能仲裁哈勃望远镜的张力。在这项研究中，我们应用模拟工具\GWT \，和aligo的设计背景建模，模拟明亮的警报目录的亚阈值双中子星合并与潜在的污染，从噪声和引力波和电磁配对之间的。用贝叶斯方法从模拟星表中推导出了哈勃常数等宇宙学参数。通过仿真研究，我们得出以下结论：1）随着信噪比阈值的降低，$H_0$的测量误差减小（或相当于$P_{\rm astro}$）在$P_{\rm astro} \gtrsim $ 0.1的区域中，而推断的最可能的$H_0$倾向于偏向更大的值;（2）其它高阶宇宙学参数如$Ω_{m}$即使在亚阈星表下也不受约束。我们还讨论了将引力波探测器网络加入到仿真工具中以及电磁对应物的后续效率仿真，这将改善我们未来的工作。
2023-02-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
A new approach to constrain the Hubble expansion rate at high redshifts by gravitational waves
探测高红移的大质量双黑洞合并是LISA空间任务的一个目标。虽然BBH并合的个别质量是红移的，但BBH并合的质量比与它们的红移无关。因此，如果质量比和红移之间存在独立的相关性，这种关系可以用来i）推断合并双星的红移，并与光度距离测量（$D_L$）一起，限制宇宙在高红移$H(z)$的膨胀率，和ii）限制宇宙中超大质量黑洞种子形成的模型假设一个固定的宇宙学。我们讨论了为什么大质量BBH的质量比与它们的红移之间存在预期的关系，并通过分析BBH合并的宇宙学流体动力学模拟显示了这种关系的线索。这种方法开辟了直接测量红移$z \approx 2$膨胀率的可能性与LISA的第一次。此外，我们发现了种子质量和质量比的大规模BH本身是一个主要的结果，可以利用限制超大质量BH种子的形成方案之间的趋势。
2022-12-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A Measurement of the Hubble Constant using Gravitational Waves from the Binary Merger GW190814
本文对Bernard F. 1986年，Shutz仅使用引力波从GW 190814中推断出哈勃常数（$\text{H}_0$），GW 190814是激光干涉仪引力波天文台（LIGO）和室女座干涉仪探测到的第一个高概率中子星-黑洞（NS-BH）合并候选者。我们应用这种方法的基线测试的双星（BNS）合并GW 170817和发现$\text{H}_0 = 70^{+35.0}_{-18.0}$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$（最大{ \it后验}和68.3%的最高密度后验间隔）的星系$B$带光度阈值$L_B \geq 0.001 L_B^*$与目录不完整的校正。重复GW 190814的计算，我们分别得到$L_B \geq 0.001 L_B^*$和$L_B \geq 0.626 L_B^*$的$\text{H}_0 = 67^{+41.0}_{-26.0}$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$和$\text{H}_0 = 71^{+34.0}_{-30.0}$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$。结合后验的两个事件产生$\text{H}_0 = 70^{+29.0}_{-18.0}$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$，证明了改进的约束时，使用多个引力波事件。我们还证实了采用这种方法的其他作品的结果，表明增加$L_B$阈值增强了…
2020-09-08 astro-ph.CO
Multi-messenger constraints on the Hubble constant through combination of gravitational waves, gamma-ray bursts and kilonovae from neutron star mergers
同时探测到的引力波和来自中子星合并GW 170817的光导致了对距离和红移的独立测量，提供了对哈勃常数$H_0$的直接估计，该估计不依赖于宇宙距离阶梯，也不假设特定的宇宙学模型。通过使用引力波作为“标准警报器”，这种方法有望仲裁从宇宙微波背景推断的$H_0$值与从局部测量获得的值之间的现有张力。然而，引力波分析中已知的源的距离和倾角之间的简并性导致GW 170817中的$H_0$值不够精确，无法解决现有的张力。在这篇综述中，我们总结了最近的工作，利用电磁信号的视角依赖性，即相关的短伽马射线暴和kilonova，约束系统的倾斜度和改进$H_0$。我们概述了不同方法的关键成分，总结了在GW170817之后获得的结果，并讨论了这些方法中的每一种引入的可能的系统学。
2022-05-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Merger-driven Fueling of Active Galactic Nuclei: Six Dual and Offset Active Galactic Nuclei Discovered with Chandra and Hubble Space Telescope Observations
双活动星系核和偏置活动星系核是星系合并过程中产生的kpc尺度分离的超大质量黑洞对，其中两个或一个黑洞分别是活动星系核。这些双重和偏移活动星系核是合并和活动星系核之间联系的有价值的探针，但很难识别。在这里，我们提出了钱德拉/ACIS观测的12个光学选择的双重活动星系核候选者在z < 0.34，在那里我们使用X射线来识别活动星系核。我们还提出了HST/WFC 3观测10个这些候选人，这揭示了伴随AGN的任何恒星凸起。我们发现了一个距离为2.2kpc的活动星系核双系统，其中两个恒星凸起有重合的[O III]和X射线源。这个系统是一个非常小的合并（460：1），可能包括一个矮星系托管中等质量的黑洞。我们还发现了6个单一的活动星系核，和5个系统，无论是双或偏移的活动星系核的分离< 10千秒差距。六个双重活动星系核和双重/偏移活动星系核中有四个正在进行大合并，这些活动星系核的平均亮度是我们样本中单个活动星系核的10倍。这暗示了大的合并可能优先触发更高光度的活动星系核。此外，我们发现，确认双活动星系核的硬X射线光度的一半，在固定的[O III]光度的单一活动星系核，平均。这可以解释为在合并过程中有高密度的气体流入星系中心，并强调需要对双重活动星系核候选者进行更深入的X射线观测。
2015-04-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Simultaneous Inference of Neutron Star Equation of State and the Hubble Constant with a Population of Merging Neutron Stars
我们开发了一种方法来实现一个建议，利用知识的中子星（NS）的状态方程（EoS）推断的哈勃常数从人口的二进制中子星（BNS）合并。这种方法对于在没有红移的情况下利用BNS作为标准塞壬是有用的。来自致密天体双星的引力波（GW）信号提供了它们光度距离的直接测量，但不是它们的红移。与过去不同的是，在这里，我们采用了一个现实的EoS参数化的贝叶斯框架，同时测量的哈勃常数和细化的EoS参数的约束。红移的不确定性取决于EoS的不确定性和从GW数据估计的质量参数。结合BNS红移和相应的光度距离，建立了红移-距离关系，并由此推导出哈勃常数。在这里，我们证明了在宇宙探测器时代，人们可以测量哈勃常数到$\lesssim 5\%$的精度（有一个$90\%$可信区间），同时考虑到它们的EoS参数的不确定性。这样的测量可以潜在地解决当前对早期和晚期宇宙的哈勃常数测量中的紧张局势。在这项工作中实施的方法展示了一个全面的处方推断NS EoS和哈勃常数，同时结合GW的观测合并NS，同时采用一个简单的人口模型NS群众和保持合并率NS常数红移。这种方法可以立即扩展到合并率，人口属性，和其他宇宙学参数。
2022-12-30 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Hubble without the Hubble: cosmology using advanced gravitational-wave detectors alone
我们研究了一种新的方法来测量哈勃常数使用引力波（GW）信号从紧凑的双星利用的狭窄的质量分布的基础中子星人口。利用探测器网络进行引力波观测，可以直接、独立地测量到源系统的距离。如果源的红移是已知的，这些螺旋双中子星双星系统可以作为标准的警报器来提取宇宙学信息。然而，在GW观测中，红移和系统啁啾质量是简并的。因此，大多数以前的工作都假设源红移是从电磁对应物中获得的。在本文中，我们探讨我们可以了解背景宇宙学和质量分布的中子星从一组中子星（NS）合并检测到这样的网络。我们使用贝叶斯形式主义分析的NS-NS螺旋检测目录。我们发现，它是可能的约束哈勃常数，H_0，和NS质量函数的参数，单独使用引力波数据，而不依赖于电磁同行。在合理的假设下，只要双NS质量分布的高斯半宽小于0.04太阳质量，我们将能够用~100个观测值确定H_0到+/-10%。期望精度与NS质量函数的内禀宽度呈线性关系，但在缺省参数值附近对H_0的依赖性很弱。最后，我们考虑会发生什么，如果我们的数据目录的一部分，我们有一个电磁测量红移。对这些致密天体合并的探测和编目，将使天文学得以精确，并提供一个独立于局部距离尺度的H_0的测定。
2012-01-30 astro-ph.CO gr-qc
Determining the Hubble constant from gravitational wave observations of merging compact binaries
最近的观测已经积累了令人信服的证据，一些短伽马射线暴（SGRB）与合并的中子星（NS）双星。这将表明SGRB事件与引力波（GW）信号相关联，该信号对应于致密双星的最后螺旋。此外，NS双星合并产生的元素的放射性衰变可能导致在光学和红外线上可见的瞬态，峰值亮度在小时-天的时间尺度上。同时观测内旋引力波和电磁波段的特征，可以使我们直接独立地确定双星的光度距离和红移。这些标准塞壬（GW模拟标准烛光）有可能提供对低红移哈勃流的精确测量。此外，这些系统是绝对由广义相对论校准的，因此不经历传统标准烛光中发现的相同的天体物理系统学，测量也不依赖于距离阶梯。我们发现，15个可观察到的GW和EM事件应该允许哈勃常数使用包括先进的LIGO和Virgo的探测器网络以5%的精度进行测量。测量30个波束GW-SGRB事件可以将H_0约束到优于1%。当与标准高斯似然分析比较时，我们发现每个事件在H_0中的非高斯后验有助于减少NS个二进制合并系综在H_0中的总体测量误差。
2013-07-10 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A model-independent constraint on the Hubble constant with gravitational waves from the Einstein Telescope
在本文中，我们研究了引力波标准塞壬对哈勃常数的预期约束，在宇宙模型无关的方式。在众所周知的哈勃定律的框架内，来自本地宇宙中每个探测到的双星合并的GW信号（$z<0.10$）提供了光度距离$D_L$的测量，从而提供了哈勃常数$H_0$。利用第三代引力波探测器（Einstein Telescope，ET）的引力波模拟数据，结合电磁计数器和宿主星系的红移值，我们可以预期哈勃常数将被限制在$\sim 10^{-2}$的精度，并有20个观测良好的双星中子星（BNS）合并。来自其他类型的未来引力波源（NS-BH和BBH）的额外标准警报测量将为这个重要的宇宙学参数提供更精确的约束。因此，我们认为，未来的引力波源光度距离测量将比目前的分析更具竞争力，这使得我们可以期待在与宇宙模型无关的情况下对哈勃常数进行更有力和更有说服力的约束。
2020-09-09 astro-ph.CO
Identifying the host of compact binary mergers
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；University of Chicago（芝加哥大学）
通过电磁观测确定致密双星并合的宿主星系，有助于研究其形成历史和测量宇宙学参数。本文基于LVK网络的定位体积和星系亮度，估计各事件对应的哈勃常数，并发现仅少数星系可能与并合事件相关。
2026-09-28 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Multi-messenger constraints on the neutron-star equation of state and the Hubble constant
基于不同信使的中子星合并观测，包括引力波和电磁信号，可以用来研究比原子核密度更大的物质的行为，并测量由哈勃常数描述的宇宙膨胀率。我们对引力波信号GW 170817及其电磁对应物AT 2017 gfo和GRB 170817 A以及引力波信号GW 190425进行了联合分析，两者都来自中子星合并。我们结合这些与以前的测量，使用X射线和无线电观测，和核理论计算使用手征有效场论约束的中子星状态方程。我们发现$1.4$太阳质量中子星的半径在$90\%$置信度下为$11.75^{+0.86}_{-0.81}\ \rm km$，在$1σ$不确定度下的哈勃常数为$66.2^{+4.4}_{-4.2}\ \rm km \,Mpc^{-1}\, s^{-1}$.
2020-12-21 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Merger rate of supermassive primordial black hole binaries
本文研究宇宙膨胀对超大质量原初黑洞双星并合率的影响，考虑任意扩展质量函数、力矩和线性密度扰动，发现低丰度下大质量PBH双星并合率显著低于预期。
2023-12-01 astro-ph.CO gr-qc
Mitigating the binary viewing angle bias for standard sirens
本文针对引力波标准汽笛因双星视角推断偏差导致的哈勃常数测量系统误差，提出新的形式体系加以推断和缓解，并证明在少量双中子星并合观测下即可将系统不确定度降至统计不确定度以下。
2024-10-09 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational Wave Cosmology: Be Careful of the Black Hole Mass Spectrum
该研究指出，在无电磁对应体的引力波宇宙学中，启发式黑洞质量模型可能引入高达3西格玛的哈勃常数估计偏差，建议采用适应性源质量模型。
2024-05-27 astro-ph.CO gr-qc
Thunder and Lightning: Using Neutron-Star Mergers as Simultaneous Standard Candles and Sirens to Measure Cosmological Parameters
随着从二元中子星（NS）合并中探测到引力波（GW）GW 170817及其相关的电磁波（EM），哈勃常数测量的“标准警报”方法预计将在哈勃常数中发挥作用未来几年的紧张局势。在多项研究中提出的一个有趣的建议是使用NS合并的光学对应物，称为kilonova，作为标准蜡烛，因为它的绝对星等原则上可以通过模拟计算。在这项工作中，我详细的统计框架进行联合标准蜡烛和标准警笛测量使用GWs，EM后续数据，并模拟EM同行。然后使用GW 170817及其光学对应物AT2017gfo进行示例分析，以说明该方法及其局限性。至关重要的是，使用这种方法的推论只与EM对应模型一样鲁棒，因此在这种方法用于精确宇宙学之前，需要重大的理论进展。
2020-04-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
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 $^{-1}$。
2022-03-25 astro-ph.CO gr-qc
The Use of Binary Black Holes Merging in AGN Disks for Hubble Constant Measurements
本研究以AGN J124942.3+344929中的双黑洞并合候选体为多信使案例，验证了AGN盘中距超大质量黑洞一定距离的并合事件环境效应可忽略，测得哈勃常数并结合GW170817先验优化约束，证明AGN环境可作为引力波宇宙学研究的可行实验室。
2025-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmology with Binary Neutron Stars: Does Mass-Redshift Correlation Matter?
本研究使用COMPAS代码生成双中子星并合星表，探究假设BNS质量分布不随红移演化对宇宙学参数推断的影响，发现其偏差极小，证实BNS是下一代引力波探测器时代光谱警笛宇宙学的理想候选者。
2025-05-28 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A Study of Systematics on the Cosmological Inference of the Hubble Constant from Gravitational Wave Standard Sirens
本研究针对引力波光谱汽笛法推断哈勃常数$H_0$的系统误差，发现启发式黑洞质量模型因无法解释质量红移演化与意外质量特征，在2000次并合事件下可致$H_0$偏差达$3σ$，提出需采用适配红移演化与未知质量特征的源质量模型。
2023-12-18 astro-ph.CO gr-qc
A Hubble constant estimation with dark standard sirens and galaxy cluster catalogues
Ghent University（根特大学）；Université de Toulouse, CNRS/IN2P3, UPS（图卢兹大学，法国国家科学研究中心/法国国家核子和粒子物理研究所， ups）；MTA-ELTE Astrophysics Research Group（匈牙利科学院-厄特沃什大学天体物理学研究组）
本文利用星系团星表为引力波暗标准汽笛提供红移支持，通过调整gwcosmo流程并结合GWTC-3双黑洞数据，测得哈勃常数精度较传统方法提升10%至38%，为未来精确宇宙学测量奠定基础。
2025-10-27 astro-ph.CO gr-qc
Probing Very Bright End of Galaxy Luminosity Function at z >~ 7 Using Hubble Space Telescope Pure Parallel Observations
我们报告了哈勃红外纯平行成像河外巡天的第一批结果，该巡天利用哈勃太空望远镜的纯平行轨道沿着大量随机视线进行深度成像。到目前为止，我们的分析包括26个广泛分离的领域观察到的宽视场相机3，这相当于122.8平方弧分的总面积。我们已经发现了三个明亮的Y 098-dropout，它们是z >~ 7.4的候选星系。其中一个物体显示出特殊的可变性，其性质不确定。另外两个天体是目前已知红移L>2L* 的最亮候选星系之一。这些非常明亮的天体可能是在较低红移（z~5）观测到的大质量莱曼break星系（LBG）的祖先。虽然我们的样本在大小上仍然有限，但它比其他样本更少受到“宇宙方差”引起的不确定性的影响，因为它是使用沿着许多随机视线的场导出的。我们发现，在z~7.4的最亮候选者的存在是不能很好地解释目前的光度函数（LF）在z~8的估计。然而，如果它属于z ~ 7处星系群的高红移尾，则可以用z ~ 7处的LF预测来解释它的面密度。
2011-01-09 astro-ph.CO
The use of gravitational lenses in the study of distant galaxy mergers
引力透镜可以有效地探测到最遥远的星系（最多z=10红移）。作为gravlenses所起作用的一个例子，我们参考了z=3时星系合并的观测结果（Borys等人; Berciano Alba等人）。我们推导出的Smoluchowski动力学方程的质量函数的星系，它描述合并在微分近似（未成年人合并）的解决方案。结果表明，在超深哈勃场中观测到的光度函数斜率的演化可以描述为星系合并驱动的爆炸性演化的结果。
2013-10-26 astro-ph.CO
The late afterglow of GW170817/GRB170817A: a large viewing angle and the shift of the Hubble constant to a value more consistent with the local measurements
中子星并合事件的多信使数据对约束哈勃常数有很好的应用前景。目前为止，GW 170817仍然是唯一一个具有多波长电磁波的引力波事件。特别是，它的无线电和X射线发射已在过去的$\sim 3-5$年测量。在这项工作中，我们拟合了GW 170817/GRB 170817 A的长余辉光变曲线，包括减速相对论性GRB外流和次相对论性Kilonova外流的前向激波辐射（尽管第二个分量是否有显著贡献仍然不确定），并找到了一个相对较大的视角（$\sim 0.5\, \rm rad$）。这样的视角在引力波数据分析中被作为先验，打破了视角与光度距离之间的简并性。最后，我们得到了一个哈勃常数$H_0=72.57^{+4.09}_{-4.17}\, \rm km\, s^{-1}\, Mpc^{-1}$，它与其它局域测量结果更一致。如果从未来中子星合并事件的多信使数据中推断出相当相似的值，这将为哈勃张力的存在提供关键支持。
2022-12-06 astro-ph.CO astro-ph.HE
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
如果能独立测量到致密双星合并产生的引力波（GW）信号的红移，则GW信号可以作为标准信号来约束宇宙学参数。然而，恒星双星黑洞（BBH）的合并可能没有电磁对应物，因此没有直接的红移测量。这些黑暗的警笛可能仍然被用来统计约束宇宙学参数相结合的GW测量的光度距离和本地化的深红移调查的星系周围it.We调查这种黑暗的警笛方法详细使用模拟BBH和星系样本。我们发现，哈勃常数可以约束以及与几十个或更多的BBH合并在红移$1$的精度$\lesssim1\%$，如果GW的观测可以提供准确的估计，他们的光度距离（与相对误差$\lesssim0.01$）和本地化（$\lesssim0.1~\rm{deg}^2$），虽然约束可能会显着偏差，如果光度距离和本地化误差较大。我们还介绍了一个简单的方法来纠正这种偏见，发现它是有效的，当光度，距离和定位误差是适度大。根据当前对BBH合并速率的限制和BBH性质的分布，我们进一步生成模拟BBH样本，发现分赫兹天文台（DO）在半年的观测周期内可以探测到约100个具有信噪比$\varrho\gtrsim30$、相对光度距离误差$\lesssim0.02$和定位误差$\lesssim0.01\rm{deg}^2$的BBH。通过应用暗标准塞壬方法，我们发现利用这些DO BBH可以将哈勃常数约束到$\sim0.1-1\%$水平，其精度可与近期利用电磁观测得到的约束相媲美，从而可…
2022-01-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
A Precise Distance to the Host Galaxy of the Binary Neutron Star Merger GW170817 Using Surface Brightness Fluctuations
对双中子星（BNS）合并GW 170817的引力波和电磁辐射的联合探测为广泛的物理过程提供了前所未有的见解：通过$r$过程合成重元素;相对论喷出物的产生;中子星的状态方程和合并残余物的性质;二元合并时间尺度;以及通过“标准塞壬”技术测量哈勃常数。详细地说，所有这些结果都取决于到合并事件的宿主星系NGC 4993的距离。本文利用哈勃空间望远镜（HST）宽视场相机3红外通道的F110 W和F160 W通带测量了NGC 4993的表面亮度起伏（SBF）距离。对于优选的F110 W通带，我们推导出距离模数为$m{-}M=33.05\pm0.08\pm0.10$ mag或线性距离$d=40.7\pm1.4\pm1.9$ Mpc（分别为随机误差和系统误差）;从F160 W数据中获得了几乎相同的结果。这是迄今为止与NGC 4993的最精确距离。结合我们的距离测量与修正的衰退速度的NGC 4993意味着一个哈勃常数$H_0=71.9\pm 7.1~km~s^{-1}~Mpc^{-1}$。比较我们的结果的GW推断值的$H_0$表明一个双轨道倾角$i\,{\gtrsim}\,137~°$。SBF技术可应用于BNS合并到HST的${\sim\,}100$ Mpc的早期类型宿主星系，并且可能远至詹姆斯·韦伯太空望远镜的${\sim\,}300$ Mpc，从而有助于打破GW信号固有的距离倾斜简并性在许多未来…
2018-02-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Unbiased likelihood-free inference of the Hubble constant from light standard sirens
多信使观测双星中子星合并提供了一个有前途的途径解决的哈勃常数（$H_0$）的紧张局势，提供他们的限制是免费的系统，如Malmquist偏差。在传统的贝叶斯框架中，考虑选择效应的可能性需要计算预期的检测数量（或分数）作为描述人口和宇宙学的参数的函数;这是一个潜在的昂贵和/或不准确的过程。然而，这种计算可以通过在从未明确计算可能性的框架中执行推断来完全绕过，而是使用数据的前向模拟来拟合，其中自然包括选择。无可能性推理（LFI）在这里，我们使用密度估计LFI，结合基于神经网络的数据压缩，在给定每个物体的噪声红移、距离和特殊速度估计的情况下，从二元中子星合并的模拟目录中推断出$H_0$。我们证明，LFI产生统计无偏估计的$H_0$的选择效应的存在下，与精度匹配的抽样完整的贝叶斯分层模型。对于由$O(10^4)$群体组成的训练集，边缘化偏差仅使$H_0$的不确定性增加$6\%$。由此产生的LFI框架是适用于整个天体物理学的选择效应的人口水平的推理问题。
2021-04-06 astro-ph.CO
Hubble Frontier Fields: The Geometry and Dynamics of the Massive Galaxy Cluster Merger MACSJ0416.1-2403
我们使用一个联合的光学/X射线分析，以约束的几何形状和历史的正在进行的合并事件的大规模星系团MACSJ0416.1-2403（z=0.397）。我们的集群子结构的调查主要依赖于一个结合强和弱透镜质量重建的基础上深，高分辨率图像获得的哈勃前沿领域的倡议。为了揭示系统的动力学，我们补充这个透镜分析与研究的星系团内气体使用浅钱德拉数据，和一个三维模型的分布和运动的星系团星系来自超过100光谱红移。从我们的组合透镜分析获得的多尺度网格模型扩展了最近进行的高精度强透镜质量重建，以集群为中心的距离几乎为1兆秒差距。我们的分析检测到两个众所周知的质量浓度的集群核心。碰撞和无碰撞的物质之间的明显的偏移只观察到SW集群组件，而良好的对齐被发现为NE集群。透镜效应分析和星团光的分布都强烈地暗示了第三个大质量结构的存在，距离星团中心西南约2弧分。由于在这个区域没有检测到X射线发射，我们得出结论，这个结构是非维里化的，并推测它可能是一个大规模的灯丝的一部分，几乎与我们的视线对齐。结合暗物质和亮物质分布的所有证据，我们提出了两种替代方案的MACSJ0416.1-2403组件的轨迹。即将到来的深X射线观测可以检测激波前沿，冷核和晃动气体（所有研究集群碰撞的关键诊断）将使我们能够测试和区分这两种情况。
2014-10-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Measuring the Hubble constant with coalescences of binary neutron star and neutron star-black hole: bright sirens \& dark sirens
本文评估WFST观测千新星亮警笛及利用中子星潮汐效应识别暗警笛宿主星系群的能力，给出二者在五年内对哈勃常数的预期约束精度。
2023-11-20 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Shocking Tails in the Major Merger Abell 2744
我们确定了四个罕见的“水母”星系在哈勃太空望远镜图像的主要合并集群阿贝尔2744。这些星系拥有恒星形成结和细丝的痕迹，这些痕迹是在从母星系剥离的气体尾巴中原位形成的，表明它们正处于被环境改造的过程中。这些星系快速转变的进一步证据来自它们的光谱，它们揭示了星暴、星暴后和活动星系核的特征。最有趣的是，其中三个水母星系位于ICM附近，这些ICM特征与钱德拉X射线图像中检测到的合并“子弹状”子星系团及其冲击波阵面有关。我们认为，高压合并环境可能是负责恒星形成的气体尾巴。这提供了观测证据，说明星系在一个主要的星系团合并的剧烈核心通道阶段迅速转变。
2012-04-04 astro-ph.CO
Hierarchical Merger of Primordial Black Holes in Dwarf Galaxies
我们研究合并历史的原始黑洞（PBH）的情况下，他们代表了占主导地位的暗物质组成的一个典型的矮星系的核心。我们调查的可能性的一系列碰撞导致的黑洞的层次合并，并期待在最终的质谱在这样的{ \it集群}，最初提出了一个单色（单质量）PBH人口。我们的研究表明，合并过程的结果是转移约$40\%$的总质量的核心合并的产品，无论初始质量的PBH，与约$5\%$的能量辐射出的引力波的形式。我们发现，在较轻的质量限制，黑洞高达8倍以上的质量比原来的人口可以在哈勃时间内形成。
2022-05-31 astro-ph.CO hep-ph
First cosmological constraints combining Planck with the recent gravitational-wave standard siren measurement of the Hubble constant
最近对中子星双星系统GW 170817并合产生的引力波和电磁辐射的观测，开启了利用标准塞壬来限制哈勃常数值的可能性。而报道的$H_0=70_{-8}^{+12}$在$68 \%$ C. L.比最近通过造父变星观测得到的结果要弱得多，它不需要任何形式的宇宙距离阶梯，可以被认为是互补的，原则上更保守。在这里，我们结合，第一次，新的测量与普朗克宇宙微波背景观测的$12$参数扩展$Λ$ CDM方案，其中哈勃常数是弱约束的CMB数据单独和绑定到一个低值$H_0=55^{+7}_{-20}$ km/s/Mpc在$68 \%$ C. L。我们指出，GW 170817约束的非高斯形状，使较低的值的哈勃常数与观测最差的协议比预期从高斯形式。因此，新的GW 170817哈勃常数测量的加入大大减少了允许的参数空间，提高了中微子质量，曲率和暗能量状态方程等几个参数的宇宙学界限。
2017-10-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Standard Siren Cosmological Measurement from the Potential GW190521 Electromagnetic Counterpart ZTF19abanrhr
与双星黑洞合并GW 190521的电磁对应候选者ZTF 19 abanrhr的确定，打开了从这个具有唯一确定的宿主星系的标准塞壬推断宇宙学参数的可能性。遥远的合并允许宇宙学推断超越哈勃常数。在这里，我们表明，从电磁数据计算出的ZTF 19 abanrhr的三维空间位置与LIGO-Virgo协作组提供的GW 190521的更新天空定位保持一致。如果ZTF 19 abanrhr与GW 190521合并有关，并假设一个平坦的wCDM模型，我们发现$H_0 =48^{+24}_{-10}$ km/s/Mpc，$Ω_m =0.39^{+0.38}_{-0.29}$和$w_0 = -1.29^{+0.63}_{-0.50}$（中位数和68%可信区间）。如果我们使用从另一个引力波事件GW 170817中推断的哈勃常数作为我们分析的先验，结合平坦的$Λ$ CDM假设和普朗克对物理物质密度$ω_m$的模型无关约束，我们得到$H_0 = 69.1^{8.7}_{-6.0}$ km/s/Mpc。
2022-05-05 astro-ph.CO
A statistical standard siren measurement of the Hubble constant from the LIGO/Virgo gravitational wave compact object merger GW190814 and Dark Energy Survey galaxies
我们提出了一个测量的哈勃常数$H_0$使用的引力波（GW）事件GW 190814，这是由于合并的一个23 $M_\odot$黑洞与一个2.6 $M_\odot$紧凑的对象，作为一个标准警报。没有令人信服的电磁对应物已经确定了这一事件，因此我们的分析占数千个潜在的主机星系的统计框架内。红移信息是从暗能量巡天的光度红移（照片- $z$）星表中获得的。光度距离由LIGO/Virgo引力波星图提供。由于这个GW事件具有仅次于GW 170817的第二小局部体积，GW 190814很可能从单个标准警报器提供对宇宙学的最佳约束，而无需识别电磁对应物。我们的分析使用照片- $z$概率分布函数并校正照片- $z$偏差。我们也在这个更新的框架下重新分析了双星黑洞GW 170814。我们将探讨我们的研究结果如何影响GW 170817的$H_0$约束，GW 170817是唯一与一个独特的宿主星系相关的GW合并。从GW 190814、GW 170814和GW 170817的组合，我们的分析对于在$[20,140]~{\rm km~s^{-1}~Mpc^{-1}}$之间均匀的$H_0$中的先验产生$H_0 = 72.0^{+ 12}_{- 8.2 }~{\rm km~s^{-1}~Mpc^{-1}}$（68\%最高密度间隔，HDI）。通过$\sim 18\%$将GW 190814和GW 170814添加到GW…
2020-12-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
The potential role of binary neutron star merger afterglows in multimessenger cosmology
双中子星合并提供了一个新的和独立的手段来测量哈勃常数$H_0$相结合的引力波推断的源光度的距离和它的红移从电磁跟踪。这种方法受到引力波信号中系统距离和轨道倾角之间的内禀简并的限制。观察到的余辉对应合并可以进一步限制倾斜角，允许这种简并被部分解除，并改善$H_0$的测量。在双星合并的中子星GW 170817的情况下，余辉光曲线和图像建模，从而允许改善$H_0$测量的3倍。然而，系统地获取余辉数据远未得到保证。事实上，尽管每一个都能让$H_0$的精确度有一个飞跃，但在即将到来的多信使战役中，这些余辉对应物应该是罕见的。我们结合模型的发射和检测的引力波和电磁辐射从二进制中子星合并现实的人口模型和余辉倾角的限制估计。使用这些模型，我们量化如何快速$H_0$将被连续的多信使事件与无余辉。我们发现，由于它的稀有性，虽然它大大细化角度估计，余辉对应物不应该显着有助于测量的$H_0$在长期运行。
2022-01-26 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Multimessenger parameter estimation of GW170817: from jet structure to the Hubble constant
中子星合并事件GW 170817之后的电磁辐射显示，与我们视线不一致的喷流产生的伽马射线暴余辉呈现出通量缓慢上升的光变曲线。上升光变曲线的斜率敏感地依赖于观测者相对于喷流轴的角度，喷流轴很可能垂直于中子星双星的合并平面。因此，余辉发射可以用来约束合并系统的倾斜。在这里，我们计算的伽马射线暴余辉发射的基础上的现实喷流结构来自广义相对论磁流体动力学模拟的黑洞环面系统的中央引擎的伽马射线暴。结合引力波参数估计，拟合了GW 170817的多历元余辉发射。我们表明，与这样的喷流模型，观测角度可以严格约束的多信使观测。GW170817的最佳拟合观测角度为$θ_{\rm v} = 0.38\pm 0.02$ rad。利用这种约束，可以打破引力波参数估计中倾角与光度距离之间的简并性，从而大幅度提高标准塞壬方法对哈勃常数的约束精度。我们对距离的估计是$D_{\rm L}=43.4\pm 1\ \rm Mpc$，而哈勃常数约束是$69.5\pm 4\ \mathrm{km\ s^{-1}\ Mpc^{-1}}$。因此，短持续时间伽马射线暴的多信使观测，结合对喷流结构的良好理论理解，可以成为宇宙学参数的强有力探测器。
2021-01-31 astro-ph.CO astro-ph.HE
Prospects of the local Hubble parameter measurement using gravitational waves from double neutron stars
在探测到GW 170817信号及其电磁辐射的基础上，讨论了利用双中子星（DNSs）进行局部哈勃参数测量的前景。GW 170817的千诺瓦排放量在颜色和星等的快速演化方面是真正独特的，我们希望，对于$\sim 200$ Mpc内DNS事件的一个很好的分数$\gtrsim 50\%$，我们可以使用它们的千诺瓦来识别它们的宿主星系。目前，DNS合并率$(1.5^{+3.2}_{-1.2})\times 10^{-6} {\rm Mpc^{-3} yr^{-1}}$的估算存在较大的不确定性。但是，如果它是在高端，我们可以测量本地哈勃参数$H_L$与$ΔH_L/H_L\sim 0.042$的水平（$1σ$水平），在第三次观测运行（O3）。这个精度比单独从GW 170817获得的精度高四倍，我们将能够在$2.1σ$水平上检查哈勃张力。
2017-10-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
A Future Percent-Level Measurement of the Hubble Expansion at Redshift 0.8 With Advanced LIGO
同时测量距离和红移可以用来限制宇宙的膨胀历史和相关的宇宙学参数。合并的双黑洞（BBH）系统是标准的警报器-它们的引力波形提供了关于到源的光度距离的直接信息。因为引力是无标度的，所以在源质量和红移之间存在一个完美的简并;一些非引力的信息是必要的，以打破简并确定源的红移。在这里，我们建议，对不稳定性超新星（PISN）的过程，被认为是在合并BBH系统在$\sim 45 \, M_\odot$的黑洞（BH）质量的上限观察到的来源，印记在人口的BBH合并的质量尺度，并允许测量的红移-光度-距离与这些来源的关系。我们模拟了五年的BBH探测在先进的LIGO和处女座探测器与现实的假设BBH合并率，质量分布，结合一个平滑的PISN截止，和测量的不确定性。我们发现，经过一年的设计灵敏度（约2021年）的BBH人口可以约束$H(z)$ $6.1\%$在枢轴红移$z \simeq 0.8$。五年后（大约2025年），限制提高到$2.9\%$。这种测量只依赖于广义相对论和存在一个截止质量标度，该标度在整个宇宙时间内近似固定或校准;它独立于任何距离阶梯或宇宙学模型。未来“第三代”引力波探测器的观测可以看到整个宇宙中的BBH合并，将允许在一个月的观测时间内对$z \gtrsim 4$进行百分之几的宇宙学测量。
2019-09-06 astro-ph.CO astro-ph.HE
Redshift evolution of primordial black hole merger rate
本研究探究原初黑洞（PBH）并合率的红移演化规律，考虑早期结构扰动与暗晕内PBH成团效应，推导并合率随红移的变化关系，并结合观测约束了暗物质中数十倍太阳质量PBH的占比。
2024-07-09 astro-ph.CO
The Constraining Capability of BNS Dark Sirens Observed by the LIGO Gravitational Wave Detector on the Hubble Constant
针对哈勃常数测量的红移不一致问题，本研究以双中子星暗标准汽笛为对象，通过引力波模拟分析其约束能力，发现单个随机事件可实现+0.04/-0.05的误差，多事件联合可进一步提升约束精度，为宇宙学参数测量提供新路径。
2023-10-10 astro-ph.CO
Measuring the Hubble constant with kilonovae using the Expanding Photosphere Method
本研究提出将膨胀光球法变体应用于千新星以独立测量中子星并合事件距离，通过AT2017gfo验证得到更高精度的光度距离与哈勃常数，并估算未来观测可实现1%精度的宇宙学约束。
2023-08-25 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Argo Simulation: II. The Early Build-up of the Hubble Sequence
哈勃序列是一种常见的星系结构分类方案。尽管这种诊断方法非常有用，但我们仍然不完全了解这种形态学排序是在何时、何地以及如何进行的。在这里，我们调查的22个高红移（$z\geq3$）从Argo模拟提取的星系的样本的形态演化。Argo是一个宇宙学放大模拟组大小的光环及其环境。它采用了与Eris模拟相同的高分辨率（$\sim10^4$ M $_\odot$，$\sim100$ pc）和亚网格物理模型，但探测了一个几乎大十倍的子体积，在放大区域中有多达4500万个气体和恒星粒子。Argo跟踪了具有广泛恒星质量的星系的早期集合（$\log M_{\star}/{\rm M}_{\odot}\sim8-11$在$z\simeq3$），同时正确地解决了它们的结构特性。我们恢复了多样性的形态，包括晚型/不规则盘星系与平坦的旋转曲线，球体为主的早期型光盘，和一个巨大的椭圆星系，已经建立在$z\sim3$。我们确定的主要合并的主要触发器形成的凸起和圆速度曲线的陡峭。在某些情况下，微小的合并和非轴对称扰动（恒星棒）驱动着核球的增长。的特定角动量的模拟光盘组件相当匹配的值推断从附近的星系类似的$M_{\star}$一旦预期的红移光盘大小的演变占。我们的结论是，中等质量的高红移星系的形态转变可能引发的过程类似于那些在低红移，并导致早期建立的哈勃序列。
2014-10-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Hubble Sequence in Groups: The Birth of the Early-Type Galaxies
决定典型（~L*）椭圆星系的形态特征和恒星形成淬灭的物理机制和时间尺度还没有得到很好的理解。为了解决这个问题，我们模拟了一组星系的形成，其分辨率足以跟踪宇宙历史上十几个星系群成员内部气体和恒星的演化。星系群，其中有许多椭圆星系在宇宙中，是一个特别有前途的环境，调查形态转变和恒星形成淬火，由于其高的星系密度，其相对较低的速度色散，并存在一个热的群内介质。我们的模拟再现了不同的哈勃形态的星系，因此，使我们能够研究何时何地发生的星系形态转变。模拟不包括来自活动星系核的反馈，表明它不是产生星系群中静止的红色椭圆星系的必要成分。椭圆星系的形成，正如人们所怀疑的那样，是通过星系的合并。然而，与通常的推测相反，这些合并发生在z>1时，在合并的祖先进入群的维里半径之前，并且在群完全组装之前。模拟还显示，在仍然形成恒星的椭圆星系中，恒星形成的淬火滞后于它们的形态转变，但是，一旦开始，需要不到10亿年的时间才能完成。长期以来的设想是，恒星形成的猝灭发生在星系接近并进入最终组装的星系群时，这是由于气体吸积和（在较小程度上）剥离的猝灭。类似的还有未合并的盘状星系，当它们加入星系群时，就变成了在这些环境中大量存在的红死盘。
2011-05-26 astro-ph.CO
Our Milky Way as a Pure-Disk Galaxy -- A Challenge for Galaxy Formation
人们普遍认为，星系的膨胀是在星系碰撞和合并的动力学暴力中形成的。在这里，我们模拟的恒星运动学的膨胀径向速度测定（BRAVA），并没有发现任何迹象表明，银河系包含一个经典的凸起形成的混乱预先存在的磁盘的恒星在重大合并。相反，凸起似乎是一个酒吧，看到有点端上，从其不对称的四方形暗示。我们构建了一个简单但现实的银河系N体模型，自洽地发展了一个酒吧。钢筋在垂直方向上立即弯曲并变厚。从太阳上看，结果类似于我们银河系的四方形凸起。该模型符合BRAVA恒星运动学数据，涵盖了整个隆起惊人的好，不需要合并的经典隆起。在我们的最佳拟合模型中，棒的半长约为4kpc，从太阳-银河系中心线延伸20度。我们使用新的运动学约束表明，任何经典的凸起的贡献不能大于磁盘质量的8%。因此，银河系凸起是盘的一部分，而不是在先前合并中形成的单独组成部分。像我们这样的巨大的纯盘星系对标准图片提出了重大挑战，在标准图片中，星系形成是由等级聚类和星系合并主导的。
2010-07-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
A 2 per cent Hubble constant measurement from standard sirens within 5 years
引力波聚并事件提供了一种全新的方法来确定哈勃常数，由广义相对论提供的绝对距离校准。利用LIGO-Virgo对中子星合并双星GW 170817的探测，以及对宿主星系NGC 4993的光学识别，这种标准的塞壬方法被用来测量哈勃常数。这种新颖的独立测量特别令人感兴趣，因为通过局部距离阶梯（$73.24 \pm 1.74$）使用Ia型超新星确定的哈勃常数值与通过$\sim 3$ sigma进行的宇宙微波背景观测（$66.93 \pm 0.62$）之间存在紧张关系。局部距离阶梯观测可能在5年内达到$1\%$的精度，但目前没有迹象表明进一步的观测将大大减少现有的差异。除了澄清现有的低和高红移测量之间的差异外，精确测量哈勃常数对阐明暗能量的性质具有至关重要的价值。在这里，我们表明，LIGO和处女座可以预期约束哈勃常数的精度$\sim2\%$在5年内和$\sim1\%$在十年内。
2018-07-06 astro-ph.CO astro-ph.HE
Morphologies of local Lyman break galaxy analogs II: A Comparison with galaxies at z=2-4 in ACS and WFC3 images of the Hubble Ultra Deep Field
Lyman break galaxies（LBG）显示出一系列结构（从单一/紧凑到星团/扩展），这与典型的本地恒星形成星系不同。最近，我们介绍了一个罕见的，附近（z<0.3）的恒星爆发的样本，似乎是很好的类似物的LBG。这些“莱曼破裂类比”（LBA）为理解不同红移的恒星爆发提供了一个很好的训练集。我们通过比较30个LBA与z~2的sBzK星系和z~3-4的LBG在HUDF中的静止坐标系UV/光学形态，提出了这一应用。LBA和LBG的紫外/光学颜色和大小非常相似，而BzK星系更红更大。局部和高z样品的形态（G、C、A和M_20）之间存在显著重叠，尽管后者稍微不那么集中和更结块。我们发现，在大多数的LBA的星爆似乎是由相互作用/合并。当LBA的图像退化到与LBG和BzK星系图像相同的灵敏度和分辨率时，这些相对微弱的不对称特征不再被检测到。这种影响在静止帧UV中特别严重。有人认为，高z星系经历了强烈的爆发，与当地看到的任何东西都不同，可能是由于冷流和不稳定性。在某种程度上，这是基于这样一个事实，即大多数（约70%）的LBG不显示合并的形态特征。我们的研究结果表明，这一证据是不够的，因为很大一部分这样的签名可能已经错过了目前的观测z>2星系。这就留下了一种可能性，即星团吸积和合并仍然是驱动这些恒星爆发演化的重要因素，同时还有通过其他方式进行的快速气体吸积。
2009-12-24 astro-ph.CO
