首批大质量黑洞种子产生的引力波信号

近期的数值模拟表明，原子冷却晕中原始气体的等温坍缩可能导致质量为 $M_* \gtrsim 10^4\ \mathrm{M}_{\odot}$ 的超大质量恒星双星。我们首次通过结合此类大质量黑洞遗迹的丰度与多重性估计，计算了它们的原位并合率。对于初始质量在 $10^{4-6}\ \mathrm{M}_{\odot}$ 范围、在红移 $z \gtrsim 15$ 处并合的黑洞，我们的乐观模型预测 LISA 每年应能探测到 0.6 次并合。这一探测率可明确归因于由极高质量恒星坍缩形成的种子的原位并合。同样，若 LISA 在 $z \gtrsim 15$ 未观测到来自重种子的并合，我们便可约束这些高红移系统的总体积密度、多重性与聚并时间。本快报提出以引力波特征作为约束早期宇宙中大质量黑洞种子丰度所依赖的理论模型与过程的一种手段。