极大质量恒星坍缩成黑洞产生的引力波

我们在轴对称数值相对论模拟中计算了旋转极大质量恒星（VMS）核直接坍缩成黑洞所发射的引力波。所演化的旋转 VMS 由恒星演化计算导出，其初始质量和最终碳氧核质量分别为 $320M_\odot$ 和 $\approx 150M_\odot$。我们发现，对于中等快速旋转的情况，在距离为 $D=50$~Mpc 的事件中，引力波的峰值应变振幅和相应频率分别为 $\sim 10^{-22}$ 和 $f \approx 300$--600\,Hz。即使这些探测器达到设计灵敏度，此类引力波仅能被第二代探测器 advanced LIGO、advanced VIRGO 和 KAGRA 在 $D \lesssim 10$~Mpc 范围内探测到。然而，第三代探测器将能够在事件距离达 $D \sim 100$~Mpc 时探测到此类引力波。引力波信号的探测将为验证宇宙中质量 $\gtrsim 300M_\odot$ 的 VMS 及其对不稳定坍缩的存在提供潜在机会。