第三星族星团中中等质量黑洞的引力波
星系天体物理
2022-08-03 v1 高能天体物理现象
太阳与恒星天体物理
摘要
先前的理论研究表明，第三星族（Pop3）恒星倾向于在嵌入迷你暗物质晕的、约 10^5 M_⊙ 的极贫金属气体云中形成。在 Pop3 星团中，通过多次碰撞可形成极高质量恒星，并最终演化为中等质量黑洞（IMBH）。在这项工作中，我们进行逐星 N 体模拟来建模 Pop3 星团的长期演化。我们发现，如果迷你暗物质晕能存活至今，这些星团可避免星系环境的潮汐破坏，并能在红移 0 到 20 的广泛范围内高效产生 IMBH–BH 并合。平均引力波事件率估计为 0.1–0.8 yr^{-1} Gpc^{-3}，约 40–80% 的并合发生在高红移（z>6）。特征应变表明，部分低红移并合可被 LISA、天琴和太极探测到，而大多数并合可被 DECIGO 和先进 LIGO/VIRGO/Kagra 覆盖。含对不稳定黑洞的并合率约为 0.01–0.15 yr^{-1} Gpc^{-3}，这可解释类 GW190521 事件。
引用
@article{arxiv.2207.09621,
title = {Gravitational wave of intermediate-mass black holes in Population III star clusters},
author = {Long Wang and Ataru Tanikawa and Michiko Fujii},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.09621},
year = {2022}
}
备注
15 pages, 11 figures, 4 tables, accepted for MNRAS