First Measurement of the Hubble Constant from a Dark Standard Siren using the Dark Energy Survey Galaxies and the LIGO/Virgo Binary–Black-hole Merger GW170814
2 LMA - Laboratoire des matériaux avancés
3 IPNL - Institut de Physique Nucléaire de Lyon
4 APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie
5 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
6 ARTEMIS - Astrophysique Relativiste Théories Expériences Métrologie Instrumentation Signaux
7 FOTON - Institut des Fonctions Optiques pour les Technologies de l'informatiON
8 LKB [Collège de France] - Laboratoire Kastler Brossel
9 UCBL - Université Claude Bernard Lyon 1
10 ESPCI Paris - Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris
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Résumé
We present a multi-messenger measurement of the Hubble constant H 0 using the binary–black-hole merger GW170814 as a standard siren, combined with a photometric redshift catalog from the Dark Energy Survey (DES). The luminosity distance is obtained from the gravitational wave signal detected by the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO)/Virgo Collaboration (LVC) on 2017 August 14, and the redshift information is provided by the DES Year 3 data. Black hole mergers such as GW170814 are expected to lack bright electromagnetic emission to uniquely identify their host galaxies and build an object-by-object Hubble diagram. However, they are suitable for a statistical measurement, provided that a galaxy catalog of adequate depth and redshift completion is available. Here we present the first Hubble parameter measurement using a black hole merger. Our analysis results in , which is consistent with both SN Ia and cosmic microwave background measurements of the Hubble constant. The quoted 68% credible region comprises 60% of the uniform prior range [20, 140] km s−1 Mpc−1, and it depends on the assumed prior range. If we take a broader prior of [10, 220] km s−1 Mpc−1, we find (57% of the prior range). Although a weak constraint on the Hubble constant from a single event is expected using the dark siren method, a multifold increase in the LVC event rate is anticipated in the coming years and combinations of many sirens will lead to improved constraints on H 0.
Mots clés
- redshift
- catalogs
- cosmology: observations
- gravitational waves
- surveys
- Hubble constant
- LIGO
- galaxy
- dark energy
- black hole
- VIRGO
- cosmic background radiation
- gravitational radiation
- gravitational radiation: emission
- gravitational radiation: direct detection
- gravitational radiation detector
- electromagnetic field: production
- statistical analysis
- black hole: binary
- supernova
Domaines
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