来自宇宙核心坍缩超新星群的引力波背景

我们分析由宇宙范围核心坍缩超新星组成的引力波随机背景。从基于观测确定的星系形成率演化推导出超新星随红移变化的发生率。我们将分析范围限制在导致黑洞坍缩的初始质量范围内。在此情况下，引力波辐射谱的主要特征已被证明在一定程度上独立于初始条件和坍缩星体的状态方程，仅取决于黑洞质量和角动量。我们计算由整个宇宙范围内黑洞坍缩产生的总信号，假设采用平坦宇宙学且宇宙常数为零。在广泛的参数范围内，我们发现谱应变幅值在几个百赫兹处达到最大值，幅值为 $10^{-28}$ 至 $10^{-27} Hz^{-1/2}$；相应的闭合密度 $\Omega_{GW}$ 在约 $1.5-2.5$ kHz 的频率区间内的最大幅值为 $10^{-11}$ 至 $10^{-10}$。与先前的假设相反，我们基于观测确定的 duty cycle 约为 0.01，这意味着我们的随机背景为非连续型。虽然我们的背景幅值与下一代高级 LIGO 探测器可达的灵敏度相当，但所预测信号的特征性噪声结构原则上可能被用来设计特定的探测策略。