近日，东北大学张鑫团队在引力波宇宙学研究方面取得重要进展，相关成果发表于物理学综合性期刊Science China Physics, Mechanics & Astronomy（《中国科学：物理学 力学 天文学》英文版，中国科学院一区期刊），并被选为该期刊2024年第三期的封面论文。东北大学博士研究生宋佶瑜为论文第一作者，张鑫教授为通讯作者。
哈勃常数危机近十年来已成为宇宙学领域的重大谜题。该项研究成果指出，中国空间站工程巡天望远镜（Chinese Survey Space Telescope, CSST）在解决这一问题上展现出巨大潜力。
CSST是中国载人航天工程规划建设的大型空间天文望远镜，其口径2米，兼具大视场和高像质的优异性能，并具备在轨维护升级的能力。CSST以大规模天文巡天为主要任务，是中国空间站工程最重要的核心科学设施，也是中国迄今为止规模最大、指标最先进的新一代旗舰级空间天文望远镜。CSST预计于2027年前后发射，其科学目标涉及暗物质、暗能量、宇宙学、星系起源与演化、恒星、太阳系和系外行星等天文学领域的前沿热点方向和重大科学问题。
大部分引力波事件源于双黑洞合并，这些事件通常不伴随电磁波信号。缺乏电磁对应体使得这些事件的红移难以直接测量，因而在探索宇宙演化方面的应用受限。然而，通过大规模星系巡天所获得的星系目录，可以间接确定这些引力波事件的红移，这种方法被称为“引力波暗汽笛”。
目前，GLADE+星表用于支持引力波暗汽笛研究，但其完整性不足以满足未来第三代地面引力波探测器的需求。相比之下，CSST将提供更为完整和高质量的星系目录，对未来的引力波暗汽笛研究具有至关重要的作用。
该研究表明，结合CSST的星系目录和第三代地面引力波探测器观测到的约300个暗汽笛事件，可以将哈勃常数的测量精度提高到1%以下，这一精度远超过目前引力波暗汽笛的实际观测结果。CSST的巡天观测与引力波研究的结合，预示着在解决哈勃常数危机方面迈出了重要一步。
该研究得到了国家重点研发计划 SKA 专项、国家自然科学基金、中国载人航天工程项目以及引智计划111项目的支持。
论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s11433-023-2260-2
