由引力波与射电观测对星族 I/II 中子星-黑洞双星形成的限制

在 LIGO/Virgo O3b 运行中发现的 two neutron star (NS)-black hole (BH) 双星 GW200105 和 GW200115 具有较小的 BH 质量 6--9\,$M_{\odot}$，这与星族 I 和 II 起源一致。我们使用 $10^6$ 个具有适当初始参数的星族 I 和 II 双星进行星族合成模拟，得到一致的双星质量、事件率，且迄今银河系中未探测到射电脉冲星（PSR）与 BH 双星。特别地，我们发现了 GW200105 和 GW200115 的可能前身星，它们分别形成于红移 $z=0.15$ 和 $z=1.6$，双星质量为 $(34M_{\odot},\, 9.2M_{\odot})$ 和 $(23.7M_{\odot},\, 10.6M_{\odot})$。这些双星的最终质量分别为 $(6.85M_{\odot},\,2.14M_{\odot})$ 和 $(6.04M_{\odot},\,1.31M_{\odot})$，看起来分别类似于 GW200105 的 $(9.0_{-1.7}^{+1.7}M_{\odot},\, 1.91_{-0.24}^{+0.33}M_{\odot})$ 和 GW200115 的 $(5.9_{-2.5}^{+2.0}M_{\odot},\,1.44_{-0.29}^{+0.85}M_{\odot})$。我们还估计 SKA 将观测到银河系中 2.68-19.7 个 PSR-BH 双星。银河系中 NS-BH 的存在可在未来 SKA 时代被确认。利用未来 NS-BH 并合的 GW 观测与 PSR-BH 的射电观测，我们可对 NS-BH 形成过程给出更严格的限制。