失败超新星作为双黑洞质量分布的自然解释

随着引力波源被探测得越来越多，双黑洞（BBH）的质量分布也愈发清晰。这一恒星坟场展现出若干特征，包括使分布呈双峰态的明显质量间隙。相应地，观测到的啁啾质量分布似乎呈三峰态。我们旨在研究能在多大程度上用恒星演化解释观测质量分布，具体而言用“质量间隙由成功与失败超新星（SNe）之差导致”的假说。我们基于恒星演化模拟文献提出一个假想 remnant 函数，将初始质量与 remnant 质量关联，包含黑洞孤岛并产生双峰 remnant 分布。此外，我们考察观测到的 II 型 SN 率以试图探测失败 SNe 的效应。最后，利用简化的双星演化估计，我们由 remnant 函数确定 remnant 分布并与观测比较。我们发现失败 SNe 使 II 型 SN 率降低约 25%，但 SN 巡天推断的率尚不够精确以确认此点。此外，基于 remnant 函数的估计所得质量分布与单个及啁啾质量的观测分布总体形状吻合。基于本研究，我们得出结论：失败 SNe 机制与黑洞孤岛的存在是解释单个 BBH 质量分布与啁啾质量分布的自然假说。然而，要得出更确切结论还需更细致的模拟。