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考虑引力波信号从质量间隙黑洞的引力透镜效应

高能天体物理现象 2026-05-29 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

双重失稳超新星(PISN)机制预言黑洞人口中存在质量间隙,此区间不应形成恒星来源的黑洞。然而,若干双黑洞(BBH)合并事件 exhibits 的组成质量似乎位于PISN质量间隙内。若引力波(GW)源被透镜效应放大,忽略此效应将导致亮度距离和红移被低估,从而导致源框质量被高估,可能将其置于质量间隙区域。本文分析了两个代表性事件GW190521和GW231123。我们建立了透镜放大率与源框质量低于质量间隙边界后验样本比例之间的直接映射。采用 65M65 M_{\odot} 作为下界,我们发现使90%后验样本落入此边界所需的放大率分别为GW231123为 μ=444\mu=444,GW190521为 μ=39\mu=39。在这些放大率下,对应主黑洞源框质量分别为 5210+10M52^{+10}_{-10} M_{\odot}4214+19M42^{+19}_{-14} M_{\odot},对应透镜源红移分别为 2.30.5+0.82.3^{+0.8}_{-0.5}2.71.2+1.52.7^{+1.5}_{-1.2}。这些结果为评估引力波透镜假设作为解释PISN质量间隙内BBH合并事件的可能性提供了量化框架,并指出GW231123所需的极端放大率可能挑战简单强透镜解释的天体物理可信度。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.20890,
  title  = {Considering lensing effect on gravitational wave signals from black holes in mass gap},
  author = {Qiyuan Yang and Zhi-Qiang You and Xilong Fan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.20890},
  year   = {2026}
}

备注

10 pages,5 figures. Comments are welcome