致密星团中的黑洞双星并合：初始双星的重要性

致密星团被认为具备黑洞双星（BBH）形成的理想条件，既可通过双星恒星演化，也可通过动力学相遇实现。我们利用理论论证与 $N$ 体模拟，对星团内由恒星演化形成（我们称之为$\textbf{初始双星}$）的 BBH 的演化以及并合 BBH 子种群做出预测。我们识别出三个关键种群：（i）在星团内形成、且在经历任何 $\textit{强}$ 动力学相互作用前便已并合的 BBH；（ii）仅经历一次动力学相互作用后即被星团弹射的双星；以及（iii）在星团内经历多次强相互作用的 BBH。我们发现，对于逃逸速度 $v_{\mathrm{esc}}\leq 30$ $\mathrm{km\,s^{-1}}$ 的星团，种群（i）与（ii）是所有 BBH 并合的主导来源。在更高逃逸速度下，预计动力学将在 BBH 的形成与后续演化中都扮演主要角色。最后，我们论证：对于 $v_{\mathrm{esc}}\lesssim100$ $\mathrm{km\,s^{-1}}$ 的亚太阳金属丰度星团，初始 BBH（由初始双星形成的 BBH）在团内经历的主导相互作用形式是与其他 BBH 的作用。这些双星-双星相互作用的复杂性将使 BBH 的未来演化复杂化，并影响所产生的并合总数。