Получено первое независимое измерение постоянной Хаббла на основе сочетания «стандартных сирен» и слабого гравитационного линзирования

Группа астрофизиков представила первое в истории измерение постоянной Хаббла, используя комбинированный анализ слабого гравитационного линзирования, кластеризации галактик и гравитационных волн. Работа использует уникальное сочетание данных из обзора Dark Energy Survey (DES) и каталога гравитационных волн, включающего события, обнаруженные детекторами LIGO-Virgo-KAGRA (LVK).

Измерение постоянной Хаббла — ключевого параметра, определяющего скорость расширения Вселенной — остается одной из самых острых проблем современной космологии. Проблема осложняется тем, что значения, полученные традиционными методами на основе сверхновых или космического микроволнового фона, расходятся друг с другом на несколько процентов. Новая методика предлагает независимый подход, свободный от классических «космических лестниц» расстояний.

Метод сочетает анализ корреляции между искажениями форм галактик, их кластеризацией и перекрёстными связями между этими эффектами — со «стандартными сиренами»: слияниями компактных объектов, расстояния до которых определяются напрямую из формы гравитационного сигнала. В анализ были включены 141 «стандартная сирена», а также событие GW170817 — единственное на сегодня с электромагнитным сопровождением. Для него дополнительно использовались данные о красном смещении галактики-хозяйки и ориентации релятивистского джета.

В результате получено значение постоянной Хаббла H₀ = 67,9 (+4,4/–4,3) км/с·Мпк с точностью 6,4%. Это заметно лучше, чем при использовании каждого из методов по отдельности: анализ только «стандартных сирен» даёт около 7% точности, а корреляции форм и искажений галактик — порядка 17%. Совмещение данных также улучшило ограничения DES на долю материи во Вселенной примерно на 22%.

Авторы отдельно подчёркивают, что информация о наклоне джета GW170817 играет существенную роль: без неё точность измерения ухудшается почти до 10%. При этом оценки, полученные из гравитационных волн и из анализа крупномасштабной структуры, хорошо согласуются между собой — расхождение между их медианами составляет всего 0,78σ.

Постоянная Хаббла остаётся одной из ключевых проблем современной космологии из-за расхождений между измерениями, основанными на ранней и поздней Вселенной. Полученный уровень точности сопоставим с другими современными подходами и показывает, что «стандартные сирены» могут стать важнейшим инструментом для изучения космологии по мере накопления данных. Анализ также улучшил оценку доли материи во Вселенной за счёт добавления слабого линзирования.

 Источник: arXiv