将当前和未来的双AGN搜索与LISA和PTA引力波探测相连接
星系天体物理
2025-12-19 v1
摘要
双活动星系核（DAGN）标志着星系并合中大质量黑洞（MBH）配对的可观测阶段，是产生低频引力波的MBH双星的前身。利用大体积ASTRID宇宙学模拟，我们构建了与当前（COSMOS-Web、DESI）和未来（AXIS、Roman）搜索相匹配的DAGN目录。应用真实的选择函数后，ASTRID在不同红移处重现了观测到的双AGN比例、分离度和宿主星系性质。我们预测存在大量当前巡天未能捕获的小间距（<5 kpc）双AGN系统，表明COSMOS-Web中亚秒差距系统的明显稀缺主要由选择效应而非物理缺失驱动。通过对每个模拟双AGN进行时间前向追踪，我们表明双AGN是MBH并合的稳健示踪剂：约30-70%在≲1 Gyr内并合，其中20-60%的并合产生LISA可探测的引力波信号。AXIS和Roman可访问的双AGN是约10%的低红移LISA事件和约30%的PTA波段随机背景的前身。大质量绿谷星系（含中等光度AGN）以及含高红移（z>1）亮类星体的大质量恒星形成宿主，被认为是imminent MBH双星最可能的环境。这些结果提供了一个统一的宇宙学框架，将双AGN族群、MBH双星形成和引力波发射联系起来，并为协调电磁和引力波搜索的即将到来的多信使巡天确定了具体的高优先级目标。
引用
@article{arxiv.2512.16844,
title = {Connecting current and future dual AGN searches to LISA and PTA gravitational wave detections},
author = {Nianyi Chen and Yihao Zhou and Ekaterine Dadiani and Tiziana Di Matteo and Cici Wang and Antonella Palmese and Yue Shen and Junyao Li and Adi Foord and Simeon Bird and Yueying Ni and Yanhui Yang and Rupert Croft},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.16844},
year = {2025}
}
备注
20 pages, 16 figures; comments are welcome