年轻星团中双黑洞的动力学：星团质量与长期演化的影响

致密星团中的动力学相互作用被认为是双黑洞 (BBH) 最有效的形成通道之一。在此，我们给出两类不同星团族的直接 $N-$体模拟：低质量 ($\sim{500-800}$ M$_\odot$) 与相对较高质量的星团 ($\ge{5000}$ M$_\odot$)。我们表明，低质量和高质量星团中 BBH 的形成通道极其不同，并导致两类完全不同的 BBH 并合族。低质量星团主要承载由双星演化诞生的低质量 BBH，而高质量星团中的 BBH 相对质量较大（啁啾质量高达 $\sim{100}$ M$_\odot$）且由动力学交换驱动。潮汐瓦解在极短时间尺度 ($\lesssim{100}$ Myr) 上剧烈抑制低质量星团中 BBH 的形成与动力学演化，而高质量星团中的 BBH 在我们的模拟结束前 (1.5 Gyr) 经历有效的动力学硬化。在高质量星团中，我们发现 8% 的 BBH 主星质量位于对不稳定性质量间隙内，全部通过恒星碰撞诞生，而低质量星团中仅形成一个主星质量位于质量间隙内的 BBH。这些差异对于解释引力波源的形成通道至关重要。