GW190521 的另一种可能：来自大质量黑洞-吸积盘系统的引力波

我们在数值相对论框架下演化了质量为 $15$-$50M_\odot$、绕一颗 $50M_\odot$ 自旋黑洞运动的大质量吸积盘。此类大质量系统可能是快速自转大质量恒星坍缩过程中的产物。这些大质量吸积盘在动力学上不稳定，会发生所谓的一臂螺旋形变，其最大分数密度扰动为 $\delta \rho/\rho \gtrsim 0.1$，因此会辐射出高振幅引力波。波形特征为初始高振幅爆发，频率约 $\sim 40$-$50$ Hz，在假设的 100 Mpc 距离处最大振幅为 $(1$-$10)\times 10^{-22}$，以及随后的低振幅准周期振荡。我们说明，在盘质量宽范围取值的模型中，我们的波形与 GW190521 的波形相似。我们还指出，来自快速自转大质量恒星的引力波可成为第三代引力波探测器的源，用于探索早期宇宙中质量 $\sim 50$-$100M_\odot$ 的快速自旋大质量黑洞的形成过程。