来自超亮红外星系中超大质量黑洞双星的引力波
星系天体物理
2018-09-18 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
纳赫兹频段的引力波（GWs）是理解星系核中超大质量黑洞（SMBHs）宇宙学演化的有力工具。我们考虑高红移超亮红外星系（ULIRGs）中的 SMBH 双星作为随机引力波背景（GWB）的源。ULIRGs 可能与富含气体的星系并合相关，其中包含 SMBHs，这可能在星系一生中至多发生一次，不同于低红移处的多次干并合。采用一个成熟的 ULIRG 样本，我们研究了这些星系中并合双星 SMBHs 所致 GWB 的性质。由于 ULIRG 族在 z>1.5 处达到峰值，即使黑洞并合被延迟长达约 10 Gyrs，GWB 的幅度也不受影响。尽管高红移 ULIRGs 稀少，我们发现其与脉冲星计时阵列（PTA）实验的上限存在张力。这一结果表明，若 ULIRGs 中有比例为 f_{m,gal} 的与 SMBH 双星相关，则对于 ULIRGs 的爱丁顿比（λ_Edd）及其寿命（t_life）的合理取值，ULIRGs 中不超过 20 f_{m,gal}(λ_Edd/0.3)^{5/3}(t_life/30 Myr) % 的双星 SMBHs 能在哈勃时间内并合。
引用
@article{arxiv.1805.05334,
title = {Gravitational waves from supermassive black hole binaries in ultra-luminous infrared galaxies},
author = {Kohei Inayoshi and Kohei Ichikawa and Zoltan Haiman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.05334},
year = {2018}
}
备注
7 pages, 4 figures, 1 table, Published in ApJL