球状星团中形成的等级三星系统产生的黑洞并合与蓝离散星
星系天体物理
2016-01-20 v3 广义相对论与量子宇宙学
摘要
预计等级三星系统会通过球状星团致密核心中的密近双星-双星相遇频繁形成。在充分倾斜的三星系统中，内双星与外双星之间的引力相互作用会导致内轨道偏心率的大幅度振荡（“Lidov-Kozai 循环”），这可能导致两个内部组件的碰撞与并合。在本文中，我们使用致密星团的蒙特卡罗模型来识别所有动力学形成的三星系统，并使用包含相对论和潮汐效应的高精度三体积分器计算它们的演化。我们发现这些三星系统中有很大一部分会经历非长期动力学阶段，该阶段可将内双星驱动到比标准长期微扰理论（甚至包括八极阶项）预测的更高的偏心率。我们对 Lidov-Kozai 诱导的并合在产生以下两方面的重要性进行了约束： 对于内对为恒星黑洞的三星系统， 产生 Advanced LIGO (aLIGO) 可探测的引力波源； 对于主序星组件的三星系统， 产生蓝离散星。我们发现由于 Lidov-Kozai 机制导致的黑洞并合的现实 aLIGO 探测率为 1yr^-1，其中约 20% 在首次啁啾进入 aLIGO 频带时具有有限的偏心率。虽然罕见，但这些事件很可能在 aLIGO 潜在可探测的偏心致密天体旋近事件中占主导地位。对于蓝离散星，我们发现 Lidov-Kozai 机制在球状星团中最多只能贡献其总数的约 10%。
引用
@article{arxiv.1509.05080,
title = {Black hole mergers and blue stragglers from hierarchical triples formed in globular clusters},
author = {Fabio Antonini and Sourav Chatterjee and Carl L. Rodriguez and Meagan Morscher and Bharath Pattabiraman and Vicky Kalogera and Frederic A. Rasio},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.05080},
year = {2016}
}
备注
17 pages, 11 Figures. Accepted for publication in ApJ