球状星团中的加速双星黑洞：空间引力波探测器时代的预测与可探测性
高能天体物理现象
2024-02-01 v2 广义相对论与量子宇宙学
摘要
在引力势中并合双星黑洞（BBH）质心运动将视线加速度（LOSA）印刻于所发射的引力波（GW）信号上。在如球状星团（GCs）等致密恒星环境中，该加速度可能足够大，从而可被下一代空间探测器探测。本工作中，我们利用致密星团的cluster monte carlo (cmc)模拟输出，预测DECIGO与LISA时代可探测LOSA的分布。我们研究星团性质——金属丰度、位力半径与银心半径——对可探测加速度分布的影响，考虑受宇宙学启发的星团形成时间、质量与金属丰度分布，并将BBH形成至并合的延迟时间纳入分析。我们发现较大金属丰度因相对较轻BBH更丰富而提供更大比例的可探测加速度，使其在可探测频带内允许更多GW周期。反之，较小金属丰度导致更少探测，其中多数来自相对更重、周期更少但LOSA更大的BBH。类似地，我们发现星团位力半径与可探测加速度比例间存在关联。因此，我们的工作为通过探测并合BBH的LOSA来探查GC性质的空间引力波探测器提供了重要科学案例。
引用
@article{arxiv.2307.00930,
title = {Accelerated binary black holes in globular clusters: forecasts and detectability in the era of space-based gravitational-wave detectors},
author = {Avinash Tiwari and Aditya Vijaykumar and Shasvath J. Kapadia and Giacomo Fragione and Sourav Chatterjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.00930},
year = {2024}
}