地面引力波探测器的未来前景——银河系双中子星并合率重访

我们利用观测到的八个在哈勃时间内并合的双中子星（DNS）系统样本，给出银河系双中子星双星的并合率。该样本包括最近发现的、高度相对论性的 DNS 系统 J1757$-$1854 和 J1946+2052，其样本量约为 Kim 等人先前银河系并合率估计所用样本量的三倍。利用该样本，我们计算出银河系中 DNS 系统的垂直尺度高度为 $z_0 = 0.4 \pm 0.1$ kpc。我们计算出银河系 DNS 并合率在 90% 置信水平下为 $\mathcal{R}_{\rm MW} = 42^{+30}_{-14}$ Myr$^{-1}$。Advanced LIGO 相应的 DNS 并合探测率为 $\mathcal{R}_{\rm LIGO} = 0.18^{+0.13}_{-0.06} \times \left( D_{\rm r}/100 \ \rm Mpc \right)^3 \rm yr^{-1}$，其中 $D_{\rm r}$ 为程距。利用该并合探测率以及 LIGO 第三次观测运行（Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory，Abbott 等人）预测的 120$-$170 Mpc 程距，我们考虑 90% 置信区间预测 LIGO$-$Virgo 将探测到零到两个 DNS 并合。我们探讨了潜在脉冲星种群性质对并合率的影响，并将我们的并合探测率与基于不同 DNS 系统形成和演化情景的估计进行比较。正如我们所展示的，调和这些率对关于 DNS 种群（包括其射电脉冲星光度函数）的假设很敏感。来自未来引力波 DNS 探测和预计在不久的将来进行的脉冲星巡天的进一步约束，应允许对这些假设施加更紧的限制。