低质量间隙中的黑洞：对引力波观测的启示

双中子星并合将主要产生质量约为 $3-4\,M_{\odot}$ 的黑洞遗迹，从而填充中子星与恒星级黑洞之间所谓的低质量间隙。如果这些低质量黑洞位于致密的天体物理环境中，质量分选可能导致“第二代”致密双星在一个哈勃时间内并合。在本文中，我们研究了此类低质量致密双星并合在引力波观测中的可能特征。我们表明，这一独特的天体种群如果存在，将被第三代引力波探测器（如 Cosmic Explorer 和 Einstein Telescope）所揭示。未来对啁啾质量 ${\cal M}$ 和有效自旋 $\chi_{\rm eff}$ 的联合测量可以澄清低质量间隙中致密天体的形成情景。作为一个案例研究，我们表明，在假设 GW190425 中的主星是由先前双中子星并合形成的黑洞的前提下，近期对 GW190425（连同 GW170817）的探测支持中子星的双高斯质量模型。