第三星族星对并合双黑洞的贡献

自 2015 年首次探测到引力波以来，引力波观测已发现大量双黑洞 (BH) 并合事件。双黑洞并合是宇宙中最响亮的事件，但其起源仍存在争议。关于并合双黑洞的起源已有许多提议，孤立双星是最有希望的起源之一。我们通过所谓的快速双星种群合成模拟，研究了从零金属丰度（第三星族星或 Pop III 星）到太阳金属丰度的孤立双星演化。我们发现，由孤立双星形成的双黑洞重现了引力波瞬变目录 3 (GWTC-3) 推断出的并合率密度的红移演化、主黑洞质量分布及质量比分布。第三星族星在形成所谓对不稳定性质量间隙中的并合双黑洞方面起着关键作用。请注意，我们选择了对不稳定性质量损失的传统处理方法，基于标准的 $^{12}$C($\alpha$,$\gamma$)$^{16}$O 反应速率。最后，我们展示了成对不稳定性超新星率密度的红移演化，并预测未来几年内将发现少量成对不稳定性超新星。这些发现将验证我们关于并合双黑洞的结果。