疏散星团中的致密双星形成 I：盖亚黑洞的高形成效率及其多体性

盖亚黑洞（Gaia BHs）是从天体测量望远镜 Gaia 的数据库中发现的黑洞（BH）双星，它们对标准双星演化模型提出了质疑。我们评估了盖亚黑洞是否可以通过疏散星团中的动力学俘获而非孤立双星演化形成。我们对总质量为 $10^5 M_\odot$ 的 $100$ 个疏散星团进行了引力 $N$ 体模拟，每种金属丰度 $Z=0.02$、$0.01$ 和 $0.005$ 各一组。我们发现了一个从疏散星团中逃逸的盖亚黑洞类双星，并发现疏散星团中盖亚黑洞的形成效率（$\sim 10^{-5} M_\odot^{-1}$）比孤立双星（$\sim 10^{-8} M_\odot^{-1}$）高三个数量级。该盖亚黑洞类双星是一个三恒星系统的内双星。若盖亚黑洞形成于疏散星团中，它们常可拥有第三星。结合额外的 $8000$ 个总质量为 $8 \times 10^6 M_\odot$ 的疏散星团 $N$ 体模拟，我们估计银河系盘中的盖亚黑洞数量为 $10^4 - 10^5$（取决于盖亚黑洞的定义），足以涵盖迄今已发现的盖亚黑洞数目。我们的结果表明，盖亚黑洞的发现无需重构标准双星演化模型，且盖亚黑洞已是探测已蒸发疏散星团动力学的探针。