来自第三星族星的引力波背景

我们利用流体动力学模拟结果 (Suwa et al. 2007) 估算了来自第三星族星 (Pop III) 的引力波 (GW) 背景。我们计算了单个 Pop III 星由物质运动和各项异性中微子发射产生的引力波形。我们发现，在反弹后不久之前，物质运动产生的引力波振幅占主导地位，但在引力波谱中频率低于$\sim 10$ Hz 时，中微子产生的振幅随后占据主导。通过计算此类 Pop III 星集合产生的总体信号，我们发现引力波背景的密度参数在$\sim 1-10$ Hz 的频率区间内达到峰值，振幅为$\Omega_\mathrm{GW}\sim 10^{-10}$。我们表明，取决于 Pop III 星的形成率，此类信号在$\sim 0.1-1$ Hz 的频率区间内可能处于 DECIGO 和 BBO 等未来计划中的干涉仪的探测极限之内。我们的结果表明，探测来自 Pop III 星的引力波背景可能是提供早期宇宙恒星形成历史信息的重要工具。