本地宇宙中恒星级黑洞并合与活动星系核空间相关性的可探测性
高能天体物理现象
2022-05-24 v2
摘要
LIGO-Virgo-KAGRA（LVK）合作组通过引力波（GW）探测到的双黑洞（BBH）并合的起源仍存在争议。一个根本原因是我们对其宿主环境一无所知，因为典型事件定位体积的大小可轻易包含数千个星系。对此的一种策略是利用统计方法评估这些并合与天体物理动机下的宿主星系类型（如活动星系核（AGN））之间的空间相关性。我们使用似然比方法推断直至z=0.2的GW-AGN关联程度。我们模拟了BBH并合，其组分质量从黑洞（BH）潜在总体的真实分布中采样。假设两种不同的干涉仪网络配置来计算这些事件的定位体积，分别对应第三次（O3）和即将到来的第四次（O4）LVK观测运行配置。我们得出结论：在z≤0.2处第三次观测运行探测到的13个BBH并合不足以以3σ显著性拒绝如下假设，即GW与光度高于≈10^{44.3} erg s^{-1}、数密度高于10^{-4.75} Mpc^{-3}的AGN之间无关联。然而，当考虑更稀有的AGN类别（其热光度大于≈10^{45.5} erg s^{-1}）时，13次探测足以拒绝该无关联假设。我们估计O4结果将潜在地允许我们检验来自任意光度高于80%的AGN对BBH并合总群体的分数贡献。
引用
@article{arxiv.2203.05907,
title = {Detectability of a spatial correlation between stellar-mass black hole mergers and Active Galactic Nuclei in the Local Universe},
author = {Niccolò Veronesi and Elena Maria Rossi and Sjoert van Velzen and Riccardo Buscicchio},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.05907},
year = {2022}
}
备注
7 pages; 3 figures, accepted for publication in MNRAS