团块星系中引力波的产生与潮汐瓦解事件

更好地理解中等质量黑洞（IMBH）至关重要，因为其性质可揭示其超大质量对应体的起源与增长。在红移 $z \sim$ 1-3 处大量大质量星系中普遍存在的大质量恒星形成团块，是 IMBH 可能栖居的场所之一。我们开展了一系列 Fokker-Planck 模拟，以探索大质量恒星形成团块中围绕 IMBH 发生的潮汐瓦解（TD）与引力波（GW）事件，对该团块建模使其质量（$10^8 \,{\rm M}_{\odot}$）与有效半径（$100$ pc）同观测与模拟团块的性质一致。我们发现 TD 与 GW 事件率分别在 $10^{-6}$-$10^{-5}$ 与 $10^{-8}$-$10^{-7}$ yr$^{-1}$ 范围内，具体取决于系统初始内密度剖面（$\rho \propto r^{-2}$ 或 $\propto r^{-1}$）及中心 IMBH 初始质量（$10^5$ 或 $10^3\,{\rm M}_{\odot}$）的假设。通过在 $z$ = 1-3 上对 GW 事件率积分，我们预期激光干涉空间天线每年将能探测到来自这些大质量团块的 $\sim$2 起 GW 事件；而这些系统的 TD 事件内禀率每年达数千起，其中一部分可由例如平方公里阵列与高能天体物理先进望远镜观测到。总之，我们的结果支持如下观点：即将建成的 GW 与电磁设施可能拥有揭示隐匿 IMBH 种群的前所未有的机遇。