Abstract
LISA and Taiji are expected to form a space-based gravitational-wave (GW) detection network in the future. In this work, we make a forecast for the cosmological parameter estimation with the standard siren observation from the LISA-Taiji network. We simulate the standard siren data based on a scenario with configuration angle of 40° between LISA and Taiji. Three models for the population of massive black hole binary (MBHB), i.e., pop III, Q3d, and Q3nod, are considered to predict the events of MBHB mergers. We find that, based on the LISA-Taiji network, the number of electromagnetic (EM) counterparts detected is almost doubled compared with the case of single Taiji mission. Therefore, the LISA-Taiji network’s standard siren observation could provide much tighter constraints on cosmological parameters. For example, solely using the standard sirens from the LISA-Taiji network, the constraint precision of H0 could reach 1.3%. Moreover, combined with the CMB data, the GW-EM observation based on the LISA-Taiji network could also tightly constrain the equation of state of dark energy, e.g., the constraint precision of w reaches about 4%, which is comparable with the result of CMB+BAO+SN. It is concluded that the GW standard sirens from the LISA-Taiji network will become a useful cosmological probe in understanding the nature of dark energy in the future.
Similar content being viewed by others
References
D. N. Spergel, et al. (WMAP), Astrophys. J. Suppl. S. 148, 175 (2003), arXiv: astro-ph/0302209.
C. L. Bennett, et al. (WMAP), Astrophys. J. Suppl. S. 148, 1 (2003), arXiv: astro-ph/0302207.
N. Aghanim, et al. (Planck), Astron. Astrophys. 641, A6 (2020), arXiv: 1807.06209.
A. G. Riess, S. Casertano, W. Yuan, L. M. Macri, and D. Scolnic, Astrophys. J. 876, 85 (2019), arXiv: 1903.07603.
L. Verde, T. Treu, and A. G. Riess, Nat. Astron. 3, 891 (2019), arXiv: 1907.10625.
A. G. Riess, Nat. Rev. Phys. 2, 10 (2020), arXiv: 2001.03624.
S. Weinberg, Rev. Mod. Phys. 61, 1 (1989).
V. Sahni, and A. Starobinsky, Int. J. Mod. Phys. D 09, 373 (2000), arXiv: astro-ph/9904398.
R. Bean, S. M. Carroll, and M. Trodden, arXiv: astro-ph/0510059.
R. Y. Guo, J. F. Zhang, and X. Zhang, J. Cosmol. Astropart. Phys. 2019(02), 054 (2019), arXiv: 1809.02340.
M. M. Zhao, R. Y. Guo, D. Z. He, J. F. Zhang, and X. Zhang, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 63, 230412 (2020), arXiv: 1810.11658.
E. Di Valentino, O. Mena, S. Pan, L. Visinelli, W. Yang, A. Melchiorri, D. F. Mota, A. G. Riess, and J. Silk, Class. Quantum Grav. 38, 153001 (2021), arXiv: 2103.01183.
H.-L. Li, L. Feng, J.-F. Zhang, and X. Zhang, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 62, 120411 (2019), arXiv: 1812.00319.
S. Vagnozzi, Phys. Rev. D 102, 023518 (2020), arXiv: 1907.07569.
R.-Y. Guo, L. Zhang, J.-F. Zhang, and X. Zhang, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 62, 030411 (2019), arXiv: 1801.02187.
H. L. Li, J. F. Zhang, and X. Zhang, Commun. Theor. Phys. 72, 125401 (2020), arXiv: 2005.12041.
L. Feng, D.-Z. He, H.-L. Li, J.-F. Zhang, and X. Zhang, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 63, 290404 (2020), arXiv: 1910.03872.
M. Zhang, J. F. Zhang, and X. Zhang, Commun. Theor. Phys. 72, 125402 (2020), arXiv: 2005.04647.
L. Feng, H.-L. Li, J.-F. Zhang, and X. Zhang, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 63, 220401 (2020), arXiv: 1903.08848.
M. X. Lin, W. Hu, and M. Raveri, Phys. Rev. D 102, 123523 (2020), arXiv: 2009.08974.
R.-Y. Guo, J.-F. Zhang, and X. Zhang, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 63, 290406 (2020), arXiv: 1910.13944.
A. Hryczuk, and K. Jodlowski, Phys. Rev. D 102, 043024 (2020), arXiv: 2006.16139.
J.-F. Zhang, B. Wang, and X. Zhang, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 63, 280411 (2020), arXiv: 1907.00179.
L. Y. Gao, Z. W. Zhao, S. S. Xue, and X. Zhang, J. Cosmol. Astropart. Phys. 2021(07), 005 (2021), arXiv: 2101.10714.
X. Zhang, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 62, 110431 (2019), arXiv: 1905.11122.
Y. D. Xu, and X. Zhang, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 63, 270431 (2020), arXiv: 2002.00572.
H. Li, and X. Zhang, Sci. Bull. 65, 1419 (2020), arXiv: 2005.10458.
M. Zhang, B. Wang, P.-J. Wu, J.-Z. Qi, Y. Xu, and J.-F. Zhang, Astrophys. J. 918, 56 (2021), arXiv: 2102.03979.
L.-F. Wang, D.-Z. He, J.-F. Zhang, and X. Zhang, arXiv: 2102.09331.
B. F. Schutz, Nature 323, 310 (1986).
D. E. Holz, and S. A. Hughes, Astrophys. J. 629, 15 (2005), arXiv: astro-ph/0504616.
R. G. Cai, T. B. Liu, and S. J. Wang, Phys. Rev. D 97, 023027 (2018), arXiv: 1710.02425.
E. Di Valentino, and A. Melchiorri, Phys. Rev. D 97, 041301 (2018), arXiv: 1710.06370.
J. J. Wei, Astrophys. J. 868, 29 (2018), arXiv: 1806.09781.
W. Zhao, B. S. Wright, and B. Li, J. Cosmol. Astropart. Phys. 2018(10), 052 (2018), arXiv: 1804.03066.
E. Di Valentino, D. E. Holz, A. Melchiorri, and F. Renzi, Phys. Rev. D 98, 083523 (2018), arXiv: 1806.07463.
M. Du, W. Yang, L. Xu, S. Pan, and D. F. Mota, Phys. Rev. D 100, 043535 (2019), arXiv: 1812.01440.
J. Mifsud, and C. van de Bruck, Mon. Not. R. Astron. Soc. 487, 900 (2019).
J. J. Wei, Astrophys. J. 876, 66 (2019), arXiv: 1902.00223.
R. Gray, I. M. Hernandez, H. Qi, A. Sur, P. R. Brady, H. Y. Chen, W. M. Farr, M. Fishbach, J. R. Gair, A. Ghosh, D. E. Holz, S. Mastrogiovanni, C. Messenger, D. A. Steer, and J. Veitch, Phys. Rev. D 101, 122001 (2020), arXiv: 1908.06050.
C. Howlett, and T. M. Davis, Mon. Not. R. Astron. Soc. 492, 3803 (2020), arXiv: 1909.00587.
E. Chassande-Mottin, K. Leyde, S. Mastrogiovanni, and D. A. Steer, Phys. Rev. D 100, 083514 (2019), arXiv: 1906.02670.
Z. Doctor, Astrophys. J. 892, L16 (2020), arXiv: 1912.12218.
X. Fu, L. Zhou, and J. Chen, Phys. Rev. D 99, 083523 (2019), arXiv: 1903.09913.
S. Mukherjee, G. Lavaux, F. R. Bouchet, J. Jasche, B. D. Wandelt, S. Nissanke, F. Leclercq, and K. Hotokezaka, Astron. Astrophys. 646, A65 (2021), arXiv: 1909.08627.
B. P. Abbott, et al. (LIGO Scientific, Virgo), Astrophys. J. 909, 218 (2021), arXiv: 1908.06060.
A. Palmese, et al. (DES), Astrophys. J. 900, L33 (2020), arXiv: 2006.14961.
H. Y. Chen, Phys. Rev. Lett. 125, 201301 (2020), arXiv: 2006.02779.
B. Wang, Z. Zhu, A. Li, and W. Zhao, Astrophys. J. Suppl. Ser. 250, 6 (2020), arXiv: 2005.12875.
H. Y. Chen, P. S. Cowperthwaite, B. D. Metzger, and E. Berger, Astrophys. J. 908, L4 (2021), arXiv: 2011.01211.
W. Zhao, C. van den Broeck, D. Baskaran, and T. G. F. Li, Phys. Rev. D 83, 023005 (2011), arXiv: 1009.0206.
R. G. Cai, and T. Yang, Phys. Rev. D 95, 044024 (2017), arXiv: 1608.08008.
R. G. Cai, T. B. Liu, X. W. Liu, S. J. Wang, and T. Yang, Phys. Rev. D 97, 103005 (2018), arXiv: 1712.00952.
T. Yang, R. F. L. Holanda, and B. Hu, Astroparticle Phys. 108, 57 (2019), arXiv: 1710.10929.
R. G. Cai, and T. Yang, EPJ Web Conf. 168, 01008 (2018), arXiv: 1709.00837.
L. F. Wang, X. N. Zhang, J. F. Zhang, and X. Zhang, Phys. Lett. B 782, 87 (2018), arXiv: 1802.04720.
X. N. Zhang, L. F. Wang, J. F. Zhang, and X. Zhang, Phys. Rev. D 99, 063510 (2019), arXiv: 1804.08379.
H. L. Li, D. Z. He, J. F. Zhang, and X. Zhang, J. Cosmol. Astropart. Phys. 2020(06), 038 (2020), arXiv: 1908.03098.
J. F. Zhang, M. Zhang, S. J. Jin, J. Z. Qi, and X. Zhang, J. Cosmol. Astropart. Phys. 2019(09), 068 (2019), arXiv: 1907.03238.
J. F. Zhang, H. Y. Dong, J. Z. Qi, and X. Zhang, Eur. Phys. J. C 80, 217 (2020), arXiv: 1906.07504.
C. Yan, W. Zhao, and Y. Lu, Astrophys. J. 889, 79 (2020), arXiv: 1912.04103.
W. Yang, S. Vagnozzi, E. D. Valentino, R. C. Nunes, S. Pan, and D. F. Mota, J. Cosmol. Astropart. Phys. 2019(07), 037 (2019), arXiv: 1905.08286.
S. J. Jin, D. Z. He, Y. Xu, J. F. Zhang, and X. Zhang, J. Cosmol. Astropart. Phys. 2020(03), 051 (2020), arXiv: 2001.05393.
J. Z. Qi, S. J. Jin, X. L. Fan, J. F. Zhang, and X. Zhang, arXiv: 2102.01292.
B. P. Abbott, et al. (LIGO Scientific, Virgo), Phys. Rev. Lett. 119, 161101 (2017), arXiv: 1710.05832.
B. P. Abbott, et al. (LIGO Scientific, Virgo, Fermi GBM, INTEGRAL, IceCube, AstroSat Cadmium Zinc Telluride Imager Team, IPN, Insight-Hxmt, ANTARES, Swift, AGILE Team, 1M2H Team, Dark Energy Camera GW-EM, DES, DLT40, GRAWITA, Fermi-LAT, ATCA, ASKAP, Las Cumbres Observatory Group, OzGrav, DWF (Deeper Wider Faster Program), AST3, CAASTRO, VIN-ROUGE, MASTER, J-GEM, GROWTH, JAGWAR, CaltechNRAO, TTU-NRAO, NuSTAR, Pan-STARRS, MAXI Team, TZAC Consortium, KU, Nordic Optical Telescope, ePESSTO, GROND, Texas Tech University, SALT Group, TOROS, BOOTES, MWA, CALET, IKI-GW Follow-up, H.E.S.S., LOFAR, LWA, HAWC, Pierre Auger, ALMA, Euro VLBI Team, Pi of Sky, Chandra Team at McGill University, DFN, ATLAS Telescopes, High Time Resolution Universe Survey, RIMAS, RATIR, SKA South Africa/MeerKAT), Astrophys. J. 848, L12 (2017), arXiv: 1710.05833.
B. P. Abbott, et al. (LIGO Scientific, Virgo, Fermi GBM, INTEGRAL), Astrophys. J. 848, L13 (2017), arXiv: 1710.05834.
B. P. Abbott, et al. (LIGO Scientific, Virgo, 1M2H, Dark Energy Camera GW-E, DES, DLT40, Las Cumbres Observatory, VINROUGE, MASTER), Nature 551, 85 (2017), arXiv: 1710.05835.
M. J. Graham, K. E. S. Ford, B. McKernan, N. P. Ross, D. Stern, K. Burdge, M. Coughlin, S. G. Djorgovski, A. J. Drake, D. Duev, M. Kasliwal, A. A. Mahabal, S. van Velzen, J. Belecki, E. C. Bellm, R. Burruss, S. B. Cenko, V. Cunningham, G. Helou, S. R. Kulkarni, F. J. Masci, T. Prince, D. Reiley, H. Rodriguez, B. Rusholme, R. M. Smith, and M. T. Soumagnac, Phys. Rev. Lett. 124, 251102 (2020), arXiv: 2006.14122.
R. Abbott, et al. (LIGO Scientific, Virgo), Phys. Rev. Lett. 125, 101102 (2020), arXiv: 2009.01075.
H.-Y. Chen, C.-J. Haster, S. Vitale, W. M. Farr, and M. Isi, arXiv: 2009.14057.
S. Mukherjee, A. Ghosh, M. J. Graham, C. Karathanasis, M. M. Kasliwal, I. Magaña Hernandez, S. M. Nissanke, A. Silvestri, and B. D. Wandelt, arXiv: 2009.14199.
W. Del Pozzo, Phys. Rev. D 86, 043011 (2012), arXiv: 1108.1317.
H. Y. Chen, M. Fishbach, and D. E. Holz, Nature 562, 545 (2018), arXiv: 1712.06531.
M. Fishbach, et al. (LIGO Scientific, Virgo), Astrophys. J. 871, L13 (2019), arXiv: 1807.05667.
S. M. Feeney, H. V. Peiris, A. R. Williamson, S. M. Nissanke, D. J. Mortlock, J. Alsing, and D. Scolnic, Phys. Rev. Lett. 122, 061105 (2019), arXiv: 1802.03404.
X. Ding, M. Biesiada, X. Zheng, K. Liao, Z. Li, and Z. H. Zhu, J. Cosmol. Astropart. Phys. 2019(04), 033 (2019), arXiv: 1801.05073.
M. Soares-Santos, et al. (DES, LIGO Scientific, Virgo), Astrophys. J. 876, L7 (2019), arXiv: 1901.01540.
M. Lagos, M. Fishbach, P. Landry, and D. E. Holz, Phys. Rev. D 99, 083504 (2019), arXiv: 1901.03321.
J. Yu, Y. Wang, W. Zhao, and Y. Lu, Mon. Not. R. Astron. Soc. 498, 1786 (2020), arXiv: 2003.06586.
M. Punturo, M. Abernathy, F. Acernese, B. Allen, N. Andersson, K. Arun, F. Barone, B. Barr, M. Barsuglia, M. Beker, N. Beveridge, S. Birindelli, S. Bose, L. Bosi, S. Braccini, C. Bradaschia, T. Bulik, E. Calloni, G. Cella, E. C. Mottin, S. Chelkowski, A. Chincarini, J. Clark, E. Coccia, C. Colacino, J. Colas, A. Cumming, L. Cunningham, E. Cuoco, S. Danilishin, K. Danzmann, G. De Luca, R. De Salvo, T. Dent, R. De Rosa, L. Di Fiore, A. Di Virgilio, M. Doets, V. Fafone, P. Falferi, R. Flaminio, J. Franc, F. Frasconi, A. Freise, P. Fulda, J. Gair, G. Gemme, A. Gennai, A. Giazotto, K. Glampedakis, M. Granata, H. Grote, G. Guidi, G. Hammond, M. Hannam, J. Harms, D. Heinert, M. Hendry, I. Heng, E. Hennes, S. Hild, J. Hough, S. Husa, S. Huttner, G. Jones, F. Khalili, K. Kokeyama, K. Kokkotas, B. Krishnan, M. Lorenzini, H. Lück, E. Majorana, I. Mandel, V. Mandic, I. Martin, C. Michel, Y. Minenkov, N. Morgado, S. Mosca, B. Mours, H. Muller-Ebhardt, P. Murray, R. Nawrodt, J. Nelson, R. Oshaughnessy, C. D. Ott, C. Palomba, A. Paoli, G. Parguez, A. Pasqualetti, R. Passaquieti, D. Passuello, L. Pinard, R. Poggiani, P. Popolizio, M. Prato, P. Puppo, D. Rabeling, P. Rapagnani, J. Read, T. Regimbau, H. Rehbein, S. Reid, L. Rezzolla, F. Ricci, F. Richard, A. Rocchi, S. Rowan, A. Rüdiger, B. Sassolas, B. Sathyaprakash, R. Schnabel, C. Schwarz, P. Seidel, A. Sintes, K. Somiya, F. Speirits, K. Strain, S. Strigin, P. Sutton, S. Tarabrin, A. Thüring, J. van den Brand, C. van Leewen, M. van Veggel, C. van den Broeck, A. Vecchio, J. Veitch, F. Vetrano, A. Vicere, S. Vyatchanin, B. Willke, G. Woan, P. Wolfango, and K. Yamamoto, Class. Quantum Grav. 27, 194002 (2010).
B. P. Abbott, et al. (LIGO Scientific), Class. Quantum Grav. 34, 044001 (2017), arXiv: 1607.08697.
T. Totani, Publ. Astron. Soc. Jpn. 65, L12 (2013), arXiv: 1307.4985.
C. M. F. Mingarelli, J. Levin, and T. J. W. Lazio, Astrophys. J. 814, L20 (2015), arXiv: 1511.02870.
J. S. Wang, Y. P. Yang, X. F. Wu, Z. G. Dai, and F. Y. Wang, Astrophys. J. 822, L7 (2016), arXiv: 1603.02014.
T. Liu, G. E. Romero, M. L. Liu, and A. Li, Astrophys. J. 826, 82 (2016), arXiv: 1602.06907.
B. Zhang, Astrophys. J. 827, L31 (2016), arXiv: 1602.04542.
S. Yamasaki, T. Totani, and K. Kiuchi, Publ. Astron. Soc. Jpn. 70, 39 (2018), arXiv: 1710.02302.
J. J. Wei, X. F. Wu, and H. Gao, Astrophys. J. 860, L7 (2018), arXiv: 1805.12265.
R. G. Cai, T. B. Liu, S. J. Wang, and W. T. Xu, J. Cosmol. Astropart. Phys. 2019(09), 016 (2019), arXiv: 1905.01803.
Z. W. Zhao, Z. X. Li, J. Z. Qi, H. Gao, J. F. Zhang, and X. Zhang, Astrophys. J. 903, 83 (2020), arXiv: 2006.01450.
R. Caldwell, M. Amin, C. Hogan, K. Holley-Bockelmann, D. Holz, P. Jetzer, E. Kovetz, P. Natarajan, D. Shoemaker, T. Smith, and N. Tamanini, arXiv: 1903.04657.
M. Armano, H. Audley, G. Auger, J. T. Baird, M. Bassan, P. Binetruy, M. Born, D. Bortoluzzi, N. Brandt, M. Caleno, L. Carbone, A. Cavalleri, A. Cesarini, G. Ciani, G. Congedo, A. M. Cruise, K. Danzmann, M. de Deus Silva, R. De Rosa, M. Diaz-Aguiló, L. Di Fiore, I. Diepholz, G. Dixon, R. Dolesi, N. Dunbar, L. Ferraioli, V. Ferroni, W. Fichter, E. D. Fitzsimons, R. Flatscher, M. Freschi, A. F. Garcýa Marín, C. García Marirrodriga, R. Gerndt, L. Gesa, F. Gibert, D. Giardini, R. Giusteri, F. Guzmán, A. Grado, C. Grimani, A. Grynagier, J. Grzymisch, I. Harrison, G. Heinzel, M. Hewitson, D. Hollington, D. Hoyland, M. Hueller, H. Inchauspé, O. Jennrich, P. Jetzer, U. Johann, B. Johlander, N. Karnesis, B. Kaune, N. Korsakova, C. J. Killow, J. A. Lobo, I. Lloro, L. Liu, J. P. Lóipez-Zaragoza, R. Maarschalker-weerd, D. Mance, V. Martín, L. Martin-Polo, J. Martino, F. Martin-Porqueras, S. Madden, I. Mateos, P. W. McNamara, J. Mendes, L. Mendes, A. Monsky, D. Nicolodi, M. Nofrarias, S. Paczkowski, M. Perreur-Lloyd, A. Petiteau, P. Pivato, E. Plagnol, P. Prat, U. Ragnit, B. Raïs, J. Ramos-Castro, J. Reiche, D. I. Robertson, H. Rozemeijer, F. Rivas, G. Russano, J. Sanjuáin, P. Sarra, A. Schleicher, D. Shaul, J. Slutsky, C. F. Sopuerta, R. Stanga, F. Steier, T. Sumner, D. Texier, J. I. Thorpe, C. Trenkel, M. Tröbs, H. B. Tu, D. Vetrugno, S. Vitale, V. Wand, G. Wanner, H. Ward, C. Warren, P. J. Wass, D. Wealthy, W. J. Weber, L. Wissel, A. Wittchen, A. Zambotti, C. Zanoni, T. Ziegler, and P. Zweifel, Phys. Rev. Lett. 116, 231101 (2016).
P. Amaro-Seoane, et al. (LISA), arXiv: 1702.00786.
M. Armano, H. Audley, J. Baird, P. Binetruy, M. Born, D. Bortoluzzi, E. Castelli, A. Cavalleri, A. Cesarini, A. M. Cruise, K. Danzmann, M. de Deus Silva, I. Diepholz, G. Dixon, R. Dolesi, L. Ferraioli, V. Ferroni, E. D. Fitzsimons, M. Freschi, L. Gesa, F. Gibert, D. Giardini, R. Giusteri, C. Grimani, J. Grzymisch, I. Harrison, G. Heinzel, M. Hewitson, D. Hollington, D. Hoyland, M. Hueller, H. Inchauspé, O. Jennrich, P. Jetzer, N. Karnesis, B. Kaune, N. Korsakova, C. J. Killow, J. A. Lobo, I. Lloro, L. Liu, J. P. Lóipez-Zaragoza, R. Maarschalker-weerd, D. Mance, N. Meshksar, V. Martín, L. Martin-Polo, J. Martino, F. Martin-Porqueras, I. Mateos, P. W. McNamara, J. Mendes, L. Mendes, M. Nofrarias, S. Paczkowski, M. Perreur-Lloyd, A. Petiteau, P. Pivato, E. Plagnol, J. Ramos-Castro, J. Reiche, D. I. Robertson, F. Rivas, G. Russano, J. Slutsky, C. F. Sopuerta, T. Sumner, D. Texier, J. I. Thorpe, D. Vetrugno, S. Vitale, G. Wanner, H. Ward, P. J. Wass, W. J. Weber, L. Wissel, A. Wittchen, and P. Zweifel, Phys. Rev. Lett. 120, 061101 (2018).
K. Abich, A. Abramovici, B. Amparan, A. Baatzsch, B. B. Okihiro, D. C. Barr, M. P. Bize, C. Bogan, C. Braxmaier, M. J. Burke, K. C. Clark, C. Dahl, K. Dahl, K. Danzmann, M. A. Davis, G. de Vine, J. A. Dickson, S. Dubovitsky, A. Eckardt, T. Ester, G. F. Barranco, R. Flatscher, F. Flechtner, W. M. Folkner, S. Francis, M. S. Gilbert, F. Gilles, M. Gohlke, N. Grossard, B. Guenther, P. Hager, J. Hauden, F. Heine, G. Heinzel, M. Herding, M. Hinz, J. Howell, M. Katsumura, M. Kaufer, W. Klipstein, A. Koch, M. Kruger, K. Larsen, A. Lebeda, A. Lebeda, T. Leikert, C. C. Liebe, J. Liu, L. Lobmeyer, C. Mahrdt, T. Mangoldt, K. McKenzie, M. Misfeldt, P. R. Morton, V. Müller, A. T. Murray, D. J. Nguyen, K. Nicklaus, R. Pierce, J. A. Ravich, G. Reavis, J. Reiche, J. Sanjuan, D. Schütze, C. Seiter, D. Shaddock, B. Sheard, M. Sileo, R. Spero, G. Spiers, G. Stede, M. Stephens, A. Sutton, J. Trinh, K. Voss, D. Wang, R. T. Wang, B. Ware, H. Wegener, S. Windisch, C. Woodruff, B. Zender, and M. Zimmermann, Phys. Rev. Lett. 123, 031101 (2019), arXiv: 1907.00104.
L. Speri, N. Tamanini, R. R. Caldwell, J. R. Gair, and B. Wang, Phys. Rev. D 103, 083526 (2021), arXiv: 2010.09049.
Y. L. Wu, Int. J. Mod. Phys. A 33, 1844014 (2018), arXiv: 1805.10119.
W. H. Ruan, Z. K. Guo, R. G. Cai, and Y. Z. Zhang, Int. J. Mod. Phys. A 35, 2050075 (2020), arXiv: 1807.09495.
W. R. Hu, and Y. L. Wu, Natl. Sci. Rev. 4, 685 (2017).
J. Luo, Y. Z. Bai, L. Cai, B. Cao, W. M. Chen, Y. Chen, D. C. Cheng, Y. W. Ding, H. Z. Duan, X. Gou, C. Z. Gu, D. F. Gu, Z. Q. He, S. Hu, Y. Hu, X. Q. Huang, Q. Jiang, Y. Z. Jiang, H. G. Li, H. Y. Li, J. Li, M. Li, Z. Li, Z. X. Li, Y. R. Liang, F. J. Liao, Y. C. Liu, L. Liu, P. B. Liu, X. Liu, Y. Liu, X. F. Lu, Y. Luo, J. Mei, M. Ming, S. B. Qu, D. Y. Tan, M. Tang, L. C. Tu, C. R. Wang, F. Wang, G. F. Wang, J. Wang, L. Wang, X. Wang, R. Wei, S. C. Wu, C. Y. Xiao, M. Z. Xie, X. S. Xu, L. Yang, M. L. Yang, S. Q. Yang, H. C. Yeh, J. B. Yu, L. Zhang, M. H. Zhao, and Z. B. Zhou, Class. Quantum Grav. 37, 185013 (2020), arXiv: 2008.09534.
L. F. Wang, Z. W. Zhao, J. F. Zhang, and X. Zhang, J. Cosmol. Astropart. Phys. 2020(11), 012 (2020), arXiv: 1907.01838.
S. Liu, Y. M. Hu, J. Zhang, and J. Mei, Phys. Rev. D 101, 103027 (2020), arXiv: 2004.14242.
V. K. Milyukov, Astron. Rep. 64, 1067 (2020).
J. Mei, et al. (TianQin), Prog. Theor. Exp. Phys. 2021(5), 05A107 (2021), arXiv: 2008.10332.
H. M. Fan, Y. M. Hu, E. Barausse, A. Sesana, J. Zhang, X. Zhang, T. G. Zi, and J. Mei, Phys. Rev. D 102, 063016 (2020), arXiv: 2005.08212.
N. Tamanini, C. Caprini, E. Barausse, A. Sesana, A. Klein, and A. Petiteau, J. Cosmol. Astropart. Phys. 2016(04), 002 (2016), arXiv: 1601.07112.
E. Belgacem, et al. (LISA Cosmology Working Group), J. Cosmol. Astropart. Phys. 2019(07), 024 (2019), arXiv: 1906.01593.
Z. W. Zhao, L. F. Wang, J. F. Zhang, and X. Zhang, Sci. Bull. 65, 1340 (2020), arXiv: 1912.11629.
B. P. Abbott, et al. (LIGO Scientific, Virgo), Phys. Rev. Lett. 119, 141101 (2017), arXiv: 1709.09660.
X. L. Fan, J. Li, X. Li, Y. H. Zhong, and J. W. Cao, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 62, 969512 (2019), arXiv: 1811.01380.
W. H. Ruan, C. Liu, Z. K. Guo, Y. L. Wu, and R. G. Cai, Nat. Astron. 4, 108 (2020), arXiv: 2002.03603.
G. Wang, W. T. Ni, W. B. Han, S. C. Yang, and X. Y. Zhong, Phys. Rev. D 102, 024089 (2020), arXiv: 2002.12628.
Q. Hu, M. Li, R. Niu, and W. Zhao, Phys. Rev. D 103, 064057 (2021), arXiv: 2006.05670.
R. Wang, W. H. Ruan, Q. Yang, Z. K. Guo, R. G. Cai, and B. Hu, Natl. Sci. Rev. in press.
H. Omiya, and N. Seto, Phys. Rev. D 102, 084053 (2020), arXiv: 2010.00771.
G. Orlando, M. Pieroni, and A. Ricciardone, J. Cosmol. Astropart. Phys. 2021(03), 069 (2021), arXiv: 2011.07059.
G. Wang, and W. B. Han, Phys. Rev. D 103, 064021 (2021), arXiv: 2101.01991.
C. Cutler, Phys. Rev. D 57, 7089 (1998), arXiv: gr-qc/9703068.
A. Królak, K. D. Kokkotas, and G. Schäfer, Phys. Rev. D 52, 2089 (1995), arXiv: gr-qc/9503013.
A. Buonanno, B. R. Iyer, E. Ochsner, Y. Pan, and B. S. Sathyaprakash, Phys. Rev. D 80, 084043 (2009), arXiv: 0907.0700.
L. J. Rubbo, N. J. Cornish, and O. Poujade, Phys. Rev. D 69, 082003 (2004), arXiv: gr-qc/0311069.
A. Klein, E. Barausse, A. Sesana, A. Petiteau, E. Berti, S. Babak, J. Gair, S. Aoudia, I. Hinder, F. Ohme, and B. Wardell, Phys. Rev. D 93, 024003 (2016), arXiv: 1511.05581.
W. F. Feng, H. T. Wang, X. C. Hu, Y. M. Hu, and Y. Wang, Phys. Rev. D 99, 123002 (2019), arXiv: 1901.02159.
W. Zhao, and L. Wen, Phys. Rev. D 97, 064031 (2018), arXiv: 1710.05325.
B. Kocsis, Z. Frei, Z. Haiman, and K. Menou, Astrophys. J. 637, 27 (2006), arXiv: astro-ph/0505394.
O. Ilbert, H. J. McCracken, O. Le Févre, P. Capak, J. Dunlop, A. Karim, M. A. Renzini, K. Caputi, S. Boissier, S. Arnouts, H. Aussel, J. Comparat, Q. Guo, P. Hudelot, J. Kartaltepe, J. P. Kneib, J. K. Krogager, E. Le Floc’h, S. Lilly, Y. Mellier, B. Milvang-Jensen, T. Moutard, M. Onodera, J. Richard, M. Salvato, D. B. Sanders, N. Scoville, J. D. Silverman, Y. Taniguchi, L. Tasca, R. Thomas, S. Toft, L. Tresse, D. Vergani, M. Wolk, and A. Zirm, Astron. Astrophys. 556, A55 (2013), arXiv: 1301.3157.
C. Palenzuela, L. Lehner, and S. L. Liebling, Science 329, 927 (2010), arXiv: 1005.1067.
R. O’Shaughnessy, D. L. Kaplan, A. Sesana, and A. Kamble, Astrophys. J. 743, 136 (2011), arXiv: 1109.1050.
P. Moesta, D. Alic, L. Rezzolla, O. Zanotti, and C. Palenzuela, Astrophys. J. 749, L32 (2012), arXiv: 1109.1177.
D. L. Kaplan, R. O’Shaughnessy, A. Sesana, and M. Volonteri, Astrophys. J. 734, L37 (2011), arXiv: 1105.3653.
J. M. Shi, J. H. Krolik, S. H. Lubow, and J. F. Hawley, Astrophys. J. 749, 118 (2012), arXiv: 1110.4866.
R. D. Blandford, and R. L. Znajek, Mon. Not. R. Astron. Soc. 179, 433 (1977).
D. L. Meier, Astrophys. J. 548, L9 (2001), arXiv: astro-ph/0010231.
M. Dotti, A. Sesana, and R. Decarli, Adv. Astron. 2012(3), 1 (2012), arXiv: 1111.0664.
Ż. Ivezić, et al. (LSST), Astrophys. J. 873, 111 (2019), arXiv: 0805.2366.
T. Yang, J. Cosmol. Astropart. Phys. 2021(05), 044 (2021), arXiv: 2103.01923.
G. Bruzual, and S. Charlot, Mon. Not. RAS 344, 1000 (2003), arXiv: astro-ph/0309134.
R. Davies, et al. (MICADO Team), in MICADO: The E-ELT adaptive optics imaging camera: Proceedings Volume 7735, Ground-based and Airborne Instrumentation for Astronomy III (San Diego, 2010), 77352A.
T. Dahlen, B. Mobasher, S. M. Faber, H. C. Ferguson, G. Barro, S. L. Finkelstein, K. Finlator, A. Fontana, R. Gruetzbauch, S. Johnson, J. Pforr, M. Salvato, T. Wiklind, S. Wuyts, V. Acquaviva, M. E. Dickinson, Y. Guo, J. Huang, K. H. Huang, J. A. Newman, E. F. Bell, C. J. Conselice, A. Galametz, E. Gawiser, M. Giavalisco, N. A. Grogin, N. Hathi, D. Kocevski, A. M. Koekemoer, D. C. Koo, K. S. Lee, E. J. McGrath, C. Papovich, M. Peth, R. Ryan, R. Somerville, B. Weiner, and G. Wilson, Astrophys. J. 775, 93 (2013), arXiv: 1308.5353.
P. Madau, and M. J. Rees, Astrophys. J. 551, L27 (2001), arXiv: astro-ph/0101223.
M. Volonteri, G. Lodato, and P. Natarajan, Mon. Not. R. Astron. Soc. 383, 1079 (2007), arXiv: 0709.0529.
M. Chevallier, and D. Polarski, Int. J. Mod. Phys. D 10, 213 (2001), arXiv: gr-qc/0009008.
E. V. Linder, Phys. Rev. Lett. 90, 091301 (2003), arXiv: astroph/0208512.
L. Chen, Q. G. Huang, and K. Wang, J. Cosmol. Astropart. Phys. 2019(02), 028 (2019), arXiv: 1808.05724.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Additional information
This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11975072, 11835009, 11875102, and 11690021), the Liaoning Revitalization Talents Program (Grant No. XLYC1905011), the Fundamental Research Funds for the Central Universities (Grant No. N2005030), and the National Program for Support of Top-Notch Young Professionals (Grant No. W02070050). We are very grateful to Antoine Klein, Alberto Mangiagli, Alberto Sesana, and Nicola Tamanini for fruitful discussions on the identifications of EM counterparts, and also grateful to Tao Yang, Wen-Hong Ruan, and Ze-Wei Zhao for discussions on the detections of GW sources.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Wang, LF., Jin, SJ., Zhang, JF. et al. Forecast for cosmological parameter estimation with gravitational-wave standard sirens from the LISA-Taiji network. Sci. China Phys. Mech. Astron. 65, 210411 (2022). https://doi.org/10.1007/s11433-021-1736-6
Received:
Accepted:
Published:
DOI: https://doi.org/10.1007/s11433-021-1736-6
- LISA-Taiji network
- gravitational-wave standard siren
- cosmological parameter estimation
- massive black hole binary
- electromagnetic counterpart