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来自并合中等质量黑洞的引力波:II. 地面探测器的事件率

星系天体物理 2017-02-03 v3 广义相对论与量子宇宙学

摘要

基于超大质量黑洞 (SMBH) 的动力学形成模型,我们估计了地面探测器(如 KAGRA 或 advanced LIGO/VIRGO)预期的引力波观测特征。注意到第二代探测器在 10 Hz 及以上具有足够的灵敏度(尤其是 KAGRA 因其位置地震噪声较低),我们能够探测到质量 M<2×103MM < 2\times 10^3 M_\odot 的黑洞的铃荡引力波。这使我们能够通过中等质量黑洞检查黑洞并合至超大质量黑洞的序列。我们根据晕形成模型估计了星系数密度,并假设并合核的层级增长,根据巨分子云模型估计了黑洞并合的数量。在设计中的 KAGRA(和/或 advanced LIGO/VIRGO)上,我们发现总质量 M60MM\sim 60M_\odot 的黑洞并合处于预期质量分布的峰值。对于信噪比 ρ=10(30)\rho=10 (30),我们在最乐观的情况下估计事件率 R200(20)R \sim 200 (20) 每年,并且我们还发现对于 ρ=10\rho=10,质量范围 M<150MM < 150 M_\odot 的黑洞并合事件率 R>1R>1 每年。因此,如果我们在未来的引力波观测中观测到质量超过 100M100 M_\odot 的黑洞,我们的模型可以自然地解释其来源。

关键词

引用

@article{arxiv.1610.09505,
  title  = {Gravitational waves from merging intermediate-mass black holes : II Event rates at ground-based detectors},
  author = {Hisa-aki Shinkai and Nobuyuki Kanda and Toshikazu Ebisuzaki},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1610.09505},
  year   = {2017}
}

备注

11 pages, 10 figures; the version matched with the published one in ApJ