星团潮汐驱动的致密天体双星并合：LIGO/Virgo 引力波事件的新通道

LIGO/Virgo 对双黑洞（BH）与双中子星（NS）并合所产生的引力波的探测，激发了人们对前身双星起源的兴趣。致密恒星系统——球状星团与核星团——是致密天体双星形成并演化至并合的自然场所。本文探讨星团中产生双星并合的新通道：星团潮汐场在缺少中心大质量黑洞的情况下，仍长期将双星驱动至高偏心率，直至引力波辐射变得重要。我们采用近期发展的星团潮汐驱动双星演化长期理论，计算 BH-BH、NS-BH 与 NS-NS 双星的当前并合率，改变星团势与双星族的中心集中度（暂忽略星团演化与恒星近遇）。不同于其他机制，这一新动力学通道可在距星团中心数 pc 处产生显著数量的并合。对 NS-NS 双星，我们发现来自球状星团的并合率为 $0.01-0.07$ Gpc$^{-3}$ yr$^{-1}$，来自尖核星团的为 $0.1-0.2$ Gpc$^{-3}$ yr$^{-1}$。对 NS-BH 与 BH-BH 双星，来自球状星团的并合率很小，但来自尖核星团的速率为 $0.1 - 0.2$ Gpc$^{-3}$ yr$^{-1}$，对观测到的 LIGO/Virgo 速率贡献达百分之几。因此，星团潮汐驱动的并合构成了一个可借当前与未来引力波探测器进一步探索的新通道。