原初黑洞双曲交会产生的引力波爆发

我们提出，毫秒量级的引力波 (GW) 爆发可以通过致密星团中原初黑洞的双曲交会产生的引力波辐射来解释。这些爆发是单一事件，释放的大部分能量发生在最接近的时刻，并在 AdvLIGO 灵敏度范围内的频率上发射。我们给出了以峰值频率和振幅表示的引力波辐射形状的表达式，并估算了各种质量和速度配置下这些事件的发生率。我们研究了允许 AdvLIGO 以及未来 LISA 探测的参数空间区域。我们发现，对于总质量 $M\sim60\,M_\odot$、相对速度 $v\sim 0.01\,c$ 和碰撞参数 $b\sim10^{-3}$ AU 的实际配置，AdvLIGO 的预期事件率为 ${\cal O}(10)$ 事件/年/Gpc$^3$，持续时间为毫秒量级。对于 LISA，典型持续时间在分钟到小时范围内，对于 $10^3\,M_\odot$ 的中等质量黑洞 (IMBH) 和 $10^6\,M_\odot$ 的超大质量黑洞 (SMBH) 交会，事件率均为 ${\cal O}(10^3)$ 事件/年/Gpc$^3$。我们还研究了对于具有对数正态质量分布、不同相对速度以及碰撞参数平坦先验的散射原初黑洞群体，可以预期的偏心率、峰值频率和特征时间尺度的分布函数。