一种优化的 PyCBC 中等质量黑洞并合引力波搜索

中等质量黑洞(IMBHs)即质量约为 $100$-$10^5 M_\odot$ 的黑洞的探测，正成为引力波(GW)天文学的一个新兴目标，对宇宙学和强场引力检验具有广泛意义。当前基于 PyCBC 的致密双星并合搜索通过对探测器数据与一组模板波形进行匹配滤波，迄今已探测或确认若干 GW 事件。然而，这些搜索对 IMBH 双星并合所产生信号的灵敏度并非最优。在此，我们提出一种新的优化的基于 PyCBC 的此类信号搜索。我们的搜索得益于使用针对性模板库、更严格的信号-噪声判别器以及更低的匹配滤波频率截止。特别地，对于自旋各向同性分布的模拟信号总体，在 100 年逆误报率下，我们根据总双星质量的不同将灵敏体积-时间积相较先前基于 PyCBC 的搜索提高了 1.5 至 3 倍。我们将这一新搜索部署于第三次观测运行前半段的 Advanced LIGO-Virgo 数据上。该搜索未识别出任何新的显著 IMBH 双星，但确实以 727 年 1 次的误报率确认了短时长 GW 信号 GW190521 的探测。