面向基于空间引力波探测器时代的可探测巨型二进制黑洞合并事件属性预测

巨型黑洞（MBH）合并产生的引力波（GW）将提供一种探测高红移宇宙的新方式，关键在于理解银河系动力学与演化。在本工作中，我们使用宇宙流体动力学模拟——NINJA 模拟套件，对 MBH 合并事件、其 GW 信号及其可探测性，以及其群体属性进行分析。我们讨论了分辨率和有限体积对黑洞质量函数（BHMF）的影响，这进而限制了与低质量黑洞相关的合并事件，$M_{BH} \lesssim 10^{6.5} M_\odot$。我们发现，LISA 可探测的 MBH 二进制黑洞总质量上限为 $\sim 10^{8.4} M_\odot$。我们还发现，对于在最终轨道阶段涉及动力学阻尼和星体硬化等耗散过程造成的时间延迟（由于模拟分辨率不足以对其进行建模），这会显著将可探测二进制的红移分布峰值从 $z\sim0.5$ 移至 $z\sim0.1$。时间延迟会减少可探测的 GW 事件数量，但另一方面其信噪比会增加。从观察角度来看，我们在高红移处发现 SFR 与 $L_{\rm bol}$ 之间存在强相关性，这对于 MBH 二进制事件的 GW 与电磁观测的 coincidence 观测可能具有未来的应用价值。