TDCOSMO XXVIII. 来自具有精确时间延迟的四重引力透镜类星体J1537$-$3010的哈勃常数
TDCOSMO XXVIII. The Hubble constant from the quadruply lensed quasar J1537$-$3010 with precise time delays
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中文总结 AI 辅助
本研究利用具有高精度光变时间延迟的四重引力透镜类星体J1537$-$3010，结合哈勃空间望远镜多波段成像等数据，通过双独立团队建模并考虑质量简并等效应，首次基于该单透镜系统实现哈勃常数的高精度测量，为后续宇宙学研究提供关键约束。
中文摘要 AI 辅助
我们首次利用四重引力透镜类星体J1537$-$3010测量了哈勃常数（$H_0$），该源的光学测量时间延迟精度达$\sim2 \%$。我们将这些时间延迟与哈勃空间望远镜（HST）的多波段成像数据相结合，由两个独立团队使用不同软件对该系统进行建模。我们采用与$H_0$存在最大简并性的质量分布，以将质量 sheet 简并性完全纳入误差预算中，其中的冗余参数通过多单元光谱探测器（MUSE）的空间分辨恒星运动学数据，以及基于欧几里得旗舰模拟的视线（LoS）分析进行约束。整个分析在对$H_0$、主偏转器的距离和质量密度斜率均不知情的情况下开展。揭盲后，我们测得$H_0 = 75.5^{+9.3}_{-5.8}\ {\rm km\,s^{-1}\,Mpc^{-1}}$，对应单透镜系统$10\%$精度的测量结果。该精度得益于保守的透镜建模假设，包括不同透镜建模方法间的差异以及有限的恒星运动学约束，据此我们推断出总质量 sheet 参数$λ\equiv(1-κ_{\rm ext})λ_{\rm int} = 0.89^{+0.11}_{-0.06}$（$λ_{\rm int}=0.89^{+0.09}_{-0.07}$），与当前椭圆星系的相关结果（$λ\approx 1$）一致。我们的引力透镜约束、恒星运动学测量和视线表征结果将被纳入后续的$H_0$总体测量中。此外，我们的透镜模型结合未来詹姆斯·韦布空间望远镜的近红外光谱和成像数据，将进一步降低仅基于J1537$-$3010得到的$H_0$的不确定度，使其精度更接近时间延迟的百分之几水平。
英文摘要
We present the first measurement of the Hubble constant ($H_0$) from the quadruply-lensed quasar J1537$-$3010, which has optically-measured time delays at $\sim2 \%$ precision. We combine these delays with multi-band imaging data from the Hubble Space Telescope (HST) and model the system with two independent software and teams. We adopt a mass profile that is maximally degenerate with $H_0$ to fully incorporate the mass-sheet degeneracy in the error budget, with nuisance parameters constrained by spatially resolved stellar kinematics from the Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) and a line-of-sight (LoS) analysis using the Euclid Flagship simulation. The entire analysis is performed blindly to $H_0$, distances and mass density slope of the main deflector. After unblinding, we measure $H_0 = 75.5^{+9.3}_{-5.8}\ {\rm km\,s^{-1}\,Mpc^{-1}}$, corresponding to a $10\%$ precision measurement from a single system. This precision is driven by conservative lens modeling assumptions including differences between lens modeling methods and the limited stellar kinematics constraints, from which we infer a total mass-sheet parameter $λ\equiv(1-κ_{\rm ext})λ_{\rm int} = 0.89^{+0.11}_{-0.06}$ ($λ_{\rm int}=0.89^{+0.09}_{-0.07}$) that is consistent with current results for elliptical galaxies ($λ\approx 1$). Our lensing constraints, stellar kinematic measurements and LoS characterization will be included in subsequent population-level measurements of $H_0$. Moreover, our lens models combined with future near-infrared spectroscopy and imaging from the James Webb Space Telescope will further reduce the uncertainties on $H_0$ from J1537$-$3010 alone, bringing it closer to the few percents precision of the time delays.
发表机构
- University of Geneva（日内瓦大学）
- Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
- Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）
- Laboratoire Univers et Particules de Montpellier (LUPM), CNRS & Université Montpellier（蒙彼利埃宇宙与粒子实验室（LUPM），法国国家科学研究中心与蒙彼利埃大学）
- STAR Institute, University of Liège（列日大学STAR研究所）
- Armagh Observatory and Planetarium（阿马天文台和天文馆）
- Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。
