GW190521在年轻大质量星团中经由三体相遇形成

GW190521是迄今观测到的最高质量双黑洞（BBH）并合事件，其主成分位于对不稳定性（PI）质量间隙中。在此，我们研究GW190521类系统在年轻大质量星团中经由三体相遇的形成。我们进行了2$\times10^5$次双黑洞与一颗质量$\geq{60}\,$M$_{\odot}$的大质量黑洞（BH）之间双—单相互作用的模拟，包含高达$2.5$阶的后牛顿项以及相对论反冲的处方。在初始条件中，我们考虑了通过恒星碰撞在PI质量间隙中形成黑洞的可能性。如果我们假设第一代黑洞自旋较低，则所有模拟的BBH并合中约${0.17}\%$的组件质量、有效与进动自旋以及 remnant 质量和自旋落在GW190521的$90\%$可信区间内。其中七个系统为第一代交换双星，五个为第二代BBH。我们估计，在年轻星团中经由双—单相互作用形成的GW190521类双星的并合率密度为$\mathcal{R}_{\rm GW190521}\sim{0.03}\,$Gpc$^{-3}\,$yr$^{-1}$。该速率对第一代BBH的自旋分布极为敏感。恒星碰撞、第二代并合与动力学交换是在年轻星团中产生GW190521类系统的关键要素。