红移z≤1大质量星系并合产生的引力波与停滞卫星
宇宙学与河外天体物理
2017-02-22 v2 广义相对论与量子宇宙学
摘要
我们提出了一个模型，用于描述晚期大质量星系及其中心超大质量黑洞的并合驱动质量函数演化。我们讨论了当前支持这一时期并合驱动大质量星系演化的观测证据，并证明在忽略恒星形成的假设下，通过演化初始质量函数可以重现观测到的质量函数演化。我们计算了该模型所隐含的低红移宇宙（z≤1）中黑洞双星并合产生的随机引力波信号，发现该群体的信噪比可比先前对脉冲星计时阵列的估计高出约5倍，其特征应变期望值h_c(f=1 yr^{-1})=4.1×10^{-15}可能已与观测约束相冲突，该模型内{2-sigma, 3-sigma}下限为h_c(f=1 yr^{-1})={1.1×10^{-15}, 6.8×10^{-16}}。该信号的强度足以使其在保守假设下未来几年内以高概率被探测到，前提是自z=1以来并合驱动星系演化的主要假设成立。对于星系并合未能导致黑洞并合的情况，我们估计了给定数量未并合卫星黑洞留在大质量宿主星系内的概率，并结合超亮X射线源（ULX）观测对结果进行了解释。特别地，我们发现最亮的星系团星系应存在1-2个光度高于10^{39} erg/s的此类源，这与观测到的ULX统计结果一致。
引用
@article{arxiv.1211.5377,
title = {Gravitational waves and stalled satellites from massive galaxy mergers at z <= 1},
author = {Sean T. McWilliams and Jeremiah P. Ostriker and Frans Pretorius},
journal= {arXiv preprint arXiv:1211.5377},
year = {2017}
}
备注
11 pages, 5 figures, submitted to ApJ, v2 includes the referee's requested changes