黑洞超致密 X 射线双星：银河系低频引力波源

在银河系中，含致密天体的密近双星是重要的低频引力波（GW）源。作为潜在的低频 GW 源，中子星/白矮星（WD）超致密 X 射线双星（UCXB）已被广泛研究。利用 MESA 代码，我们系统探索了黑洞（BH）-主序星（MS）双星的演化，以判断其后代能否被星载 GW 探测器探测到。我们的模拟表明，初始轨道周期小于分叉周期的 BH-MS 双星可演化为能被 LISA 探测到的 BH UCXB。此类演化通道将形成致密质量传输 BH-WD 系统，而非分离的 BH-WD 系统。在距离 $d=1$ kpc 处 LISA 探测到的 BH UCXB 的 X 射线光度为 $\sim10^{33}-10^{35}~\rm erg\,s^{-1}$（$d=10$ kpc 时为 $\sim10^{34}-10^{35}~\rm erg\,s^{-1}$），因此有可能探测到其电磁对应体。值得强调的是，仅部分初始轨道周期非常接近分叉周期的 BH-MS 系统可演化为可测量啁啾质量的低频 GW 源。由 BH-MS 途径形成的 BH UCXB 的最大 GW 频率约为 3 mHz，小于由动力学过程起源的传质 BH-WD 的最小 GW 频率（6.4 mHz）。此外，我们获得了 BH UCXB-GW 源前身星的初始参数空间（供体星质量与轨道周期），可应用于未来种群合成模拟。经粗略估计，我们预言 LISA 仅能探测到少量由 BH-MS 通道形成的 BH UCXB-GW 源。