来自演化中的球状星团群体的黑洞并合

LIGO/Virgo 探测到的高频黑洞（BH）并合率引发了关于其天体物理起源的疑问。一种可能性是动力学通道，即双星的形成与硬化由球状星团（GCs）内的动力学相遇所催化。先前的研究表明，当今宇宙 GC 密度产生的 BH 并合率低于观测率。在本快报中，我们首次通过考虑 GCs 在其宿主星系内的演化来研究 BH 并合率。GCs 中的初始质量约高出 $8\times$，由于蒸发和潮汐瓦解而减少至当前值。许多在并合前很久便被弹射出的 BH 双星，起源于现已不存在的 GCs。我们发现，在红移 $z=0.5$ 至 $2$ 之间，来自 GCs 动力学通道的共动并合率在 $18$ 至 $35\,{\rm Gpc}^{-3}\,{\rm yr}^{-1}$ 之间变化，且在 $z=0.5$、$1$ 和 $2$ 内的总速率分别为每天 $1$、$5$ 和 $24$ 次事件。GCs 的宇宙演化与瓦解使得当今并合率相对于孤立星团系统性增加了约 $2$ 倍。引力波探测器网络为 GC 群体的初始数量及其随后在宇宙时间内的演化提供了独特的观测探针。