M31 中快速并合引力波源的探测前景

人们普遍认为未来天基引力波（GW）探测器可识别银河系中相当数量的双致密天体（DCOs），但对邻近星系中引力波源探测的系统研究仍然缺乏。本文中，我们对本星系群星系 M31 中各类 DCOs 的潜在引力波源种群进行了计算。对于 M31，我们采用依赖于年龄的金属丰度与恒星形成率演化模型。通过改变双星演化中公共包层抛射效率与超新星爆发机制的假设，我们对可由激光干涉空间天线（LISA）探测到的 DCOs 性质作出预测。我们的计算表明，LISA 在其 4（10）年任务期间有可能观测到数个（十几个）DCOs。我们预期含黑洞成分的信源在 4 年任务中更可能被首先识别，因为这些双星具有相对较大的啁啾质量；而含白矮星成分的系统在 10 年任务中主导可探测引力波源的总体种群。LISA 仅能探测 M31 中非常紧致的快速并合系统，对应于轨道周期分布峰值从双白矮星的 $\sim 2$ 分钟到双黑洞的 $\sim 20$~分钟。