GW150914 与 GW170104 的单前身星模型

恒星质量黑洞（BHs）的并合预计不会产生可探测的电磁（EM）辐射。然而，激光干涉引力波天文台（LIGO）探测到的引力波（GW）事件 GW150914 和 GW170104 被认为是约 60 太阳质量双黑洞（BBHs）并合的结果，且两者均有声称存在重合的伽马射线辐射。受双黑洞并合电磁对应体这一引人入胜的可能性的启发，我们构建了一个模型，该模型能够从单星前身星重现 GW150914 和 GW170104 类事件的观测电磁和引力波信号。遵循 Loeb (2016) 的思路，我们设想一颗大质量、快速旋转的恒星，其内部的旋转棒不稳定性将核心碎裂成两个过密区域，这些区域碎裂成团块并并合形成具有任意自旋-轨道排列的紧密双黑洞。一旦形成，由于气体和引力波拖曳，双黑洞发生旋近，直到在并合前约 10 秒，潮汐力触发黑洞对周围恒星级密度气体的强烈吸积。由此产生的吉爱丁顿吸积峰值启动喷流，喷流冲破前身星并驱动强大的外流，在一秒内清除双星轨道上的气体，从而在 LIGO 频段保持真空引力波波形。单前身星场景预测伽马射线暴存在变异性，由于相对论性多普勒增强，该变异性受双黑洞约 0.2 秒啁啾周期的调制。喷流冲破应伴随低光度超新星。最后，由于单前身星模型的双黑洞不存在于大间距情况，它们将无法在激光干涉空间天线（LISA）的低频引力波频段被探测到。因此，单前身星双黑洞将能够与通过其他双前身星演化场景形成的双黑洞明确区分开来。