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动力学相互作用产生的恒星双黑洞并合强引力透镜引力波的事件率

高能天体物理现象 2023-08-09 v1 宇宙学与河外天体物理

摘要

恒星双黑洞(sBBH)并合发出的引力波可被中间星系引力透镜化,并被未来地面探测器探测到。大量工作已投入于估算源自大质量双星演化(EMBS 通道)的透镜化 sBBH 探测率。然而,由致密星团中动力学相互作用产生的 sBBH(动力学通道)在宇宙中也可能占主导,且其物理性质的本征分布(尤其是质量和红移分布)可能与大质量恒星产生的显著不同。在本文中,我们通过蒙特卡洛模拟研究了动力学通道产生的透镜化 sBBH 的事件率,对于爱因斯坦望远镜该数值为 1612+4.716_{-12}^{+4.7} yr1\rm yr^{-1},对于宇宙探险者为 2417+6.824_{-17}^{+6.8} yr1 \rm yr^{-1},其中中位数约为源自 EMBS 通道的 sBBH 速率的 2\sim 2 倍(以动力学和 EMBS 通道估计的本地并合率密度校准,即分别为 1410+4.0\sim 14_{-10}^{+4.0}193.0+42Gpc3yr119_{-3.0}^{+42} \rm Gpc^{-3}yr^{-1})。因此,可通过统计比较预测与观测到的透镜化 sBBH 事件数目,来约束 EMBS 与动力学通道各自的比例。

关键词

引用

@article{arxiv.2307.01427,
  title  = {Event Rate of Strongly Lensed Gravitational Waves of Stellar Binary Black Hole Mergers Produced by Dynamical Interactions},
  author = {Zhiwei Chen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2307.01427},
  year   = {2023}
}

备注

9 pages, 4 Figures, Astrophysical Journal in Press