解释双黑洞合并质量分布的机制
高能天体物理现象
2025-10-10 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
引力波探测器正在观测到越来越多的双黑洞（BBH）合并事件，揭示了 BBH 质量分布呈双峰结构，暗示这些系统具有多样化的形成历史。我们使用快速的二进制人口合成代码 MOBSE，模拟一系列包括化学均匀演化（CHE）的人口合成模型。通过考虑金属特性星形成和选择效应，将每个模型的本体合并率与检测率与观测结果进行比较。我们发现，观测到的 BBH 质量分布在低质量端（10 太阳质量）和高质量端（35 太阳质量）的峰值分别来自于常见包裹通道或稳定质量转移通道（取决于质量转移稳定性准则）以及 CHE 通道。在我们的模型中，预测的合并率和检测率对物理参数的选择具有显著敏感性。不同模型在 redshift z=0.2 处的合并率范围为 15.4 至 96.7 Gpc^{-3}yr^{-1}，在假设可检测 redshift 范围为 z≤1.0 时的检测率范围为 22.2 至 148.3 yr^{-1}。
引用
@article{arxiv.2510.08231,
title = {Explanation of the Mass Distribution of Binary Black Hole Mergers},
author = {Lei Li and Guoliang Lv and Chunhua Zhu and Sufen Guo and Hongwei Ge and Weimin Gu and Zhuowen Li and Xiaolong He},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.08231},
year = {2025}
}
备注
Accepted by Physical Review D,16 pages, 5 figures