开放星团中紧凑二进制形成 III：隐藏在 Gaia 黑洞二进制中的概率

Gaia任务及其后续观测发现了少数非相互作用的单黑洞（BH）和可见星体，称为 Gaia BH1、BH2和BH3，统称为“测心学黑洞二进制”。本文考察了这些候选对象是否可能包含二进制黑洞（BBHs），即是否存在先前未发现的“测心学BBH三元组”。我们聚焦于开放星团，这些星团是形成测心学黑洞二进制的有前景的形成场，通过引力N体模拟估计测心学BBH三元组的形成率。我们发现，在低金属环境中，测心学BBH三元组的形成效率相当高（约 $10^{-6} {\rm M}_\odot^{-1}$ 或约10%的测心学黑洞二进制），但在太阳金属环境中则没有测心学BBH三元组。我们模拟中的大多数测心学BBH三元组在10 Gyrs内都具有动态稳定性，这表明如果来自低金属环境的开放星团，这些候选对象中约10%可能确实包含内部分双黑洞。通过对三体星的径向速度跟踪可以将测心学BBH三元组与测心学黑洞二进制区分开来。根据我们模拟样本的统计数据，少数测心学黑洞二进制候选对象应表现出由内部分双黑洞产生的可检测径向速度波动。这些候选对象优先表现出“外”轨道周期 $\gtrsim 10^3$ 天和适度较高的“外”轨道离心率（$\gtrsim 0.7$）。我们当前的结果将强烈动力学Gaia Data Release 4和Gaia最终数据发布中寻找测心学BBH三元组。