A Possible Triple Formation Scenario of Binary Black Hole Merge With One In Pair-instability Supernova Mass Gap

LIGO探测到的双黑洞(BBH)合并事件——如GW170729、GW190620、GW190706、GW230107、GW230820和GW230928——具有高有效自旋和完全落入对不稳定性超新星(PISN)质量间隙($\sim 45-130 \, M_{\odot}$)的主黑洞。这些事件对标准恒星和双星演化理论提出了重大挑战。为了解决这个问题，我们提出了一种孤立的分层三恒星演化通道。在这个框架中，紧密内双星中的潮汐同步驱动化学均匀演化(CHE)，完全绕过了巨星膨胀。随后由第三星触发的三星共有包层(TCE)演化，迅速驱动内部双黑洞并合。我们的模型可以提供一条详细的演化路径，能够很好地重现这些引力波事件的性质，例如GW190706。假设低金属丰度环境($Z = 0.001$)，我们的框架预测在$z \approx 0.68$处体积合并率约为$0.011 \, \mathrm{Gpc}^{-3}\mathrm{yr}^{-1}$，占GWTC-4目录中该质量范围经验率的22\%。这项研究表明，原始三星相互作用是填充PISN质量间隙的一条高效途径。