球状星团中的黑洞 - 中子星并合
高能天体物理现象
2015-06-11 v1
摘要
我们对球状星团中通过动力学相互作用形成黑洞 - 中子星（BH-NS）双星的过程进行了建模。我们发现，在致密的大质量星团中，16-61% 通过与现有黑洞双星相互作用形成的 BH-NS 双星将经历由引力辐射驱动的并合。如果黑洞在与中子星并合后仍被星团保留，它们将获得后续的中子星伴星并经历多次并合。因此，并合率关键取决于黑洞在并合后是否被星团保留。数值相对论的结果表明，一个约 7 M_sun 的黑洞在与中子星并合后所获得的反冲速度将远超星团的逃逸速度。在这种情况下，模型表明球状星团中的大多数 BH-NS 并合发生在星团形成后的 40 亿年内，且无法被 Advanced LIGO 观测到。另一方面，对于质量更大的黑洞，并合后的反冲受到抑制，黑洞得以保留。包含 35 M_sun 黑洞的模型预测 Advanced LIGO 的探测率在每年 0.04 至 0.7 次之间。在该范围的下限（悲观估计），球状星团中由双星 - 单星相互作用产生的 BH-NS 并合可占所有 BH-NS 并合的有趣比例；而在上限（乐观估计），这一通道可能主导可探测到的 BH-NS 并合率。
引用
@article{arxiv.1210.8153,
title = {Black Hole-Neutron Star Mergers in Globular Clusters},
author = {Drew Clausen and Steinn Sigurdsson and David F. Chernoff},
journal= {arXiv preprint arXiv:1210.8153},
year = {2015}
}
备注
13 pages, 7 figures, 3 tabels, accepted for publication in MNRAS