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LISA 探测透镜化超大质量黑洞双星的概率更高

宇宙学与河外天体物理 2022-02-23 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

引力波的引力透镜效应是研究宇宙中物质分布的强有力探针。本文重新审视了暗物质(DM)晕对并合大质量黑洞双星(MBHBs)引力波信号所诱导的波光学效应,并研究了利用激光干涉空间天线(LISA)分辨这些效应的可能性。特别地,我们纳入了 105108M\rm 10^5-10^8\, M_\odot 低质量范围的晕,因为根据冷 DM 模型它们数量最为众多。我们模拟了对应于广泛冲击参数的透镜化信号,发现即使冲击参数大到 y50y\simeq50 时,仍可与标准最佳拟合引力波模板分辨出偏差。因此,我们估计在质量范围 105.0106.5M\rm 10^{5.0}-10^{6.5}\, M_\odot、红移范围 4104-10 内的 MBHBs 中,应有 (0.11.6)%(0.1-1.6)\% 显示出可探测的波光学效应。该概率比先前工作所得结果高一个数量级。不确定性主要来自 DM 晕的质量函数。若 LISA 任务期间未探测到任何信号,则意味着 105108M\rm 10^5-10^8\, M_\odot 的 DM 晕比冷 DM 模型预测的数量更少。

关键词

引用

@article{arxiv.2102.10295,
  title  = {A Higher Probability of Detecting Lensed Supermassive Black Hole Binaries by LISA},
  author = {Zucheng Gao and Xian Chen and Yi-Ming Hu and Jian-Dong Zhang and Shunjia Huang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2102.10295},
  year   = {2022}
}

备注

10 pages, 14 figures, accepted for publication in MNRAS