GW190521 源自超矮星系的并合

我们提出引力波事件 GW190521 的一种替代形成情景，它可被解释为两个恒星质量约 $\sim 10^5-10^6 ~M_\odot$ 的超矮星系的中心黑洞并合，而这些星系自身此前已发生过一次并合。GW190521 组件质量 $85^{+21}_{-14}M_\odot$ 与 $66^{+17}_{-18}M_\odot$ 对标准恒星演化模型提出挑战，因为它们落于所谓的质量间隙中。我们证明，高红移（$1\lesssim z \lesssim 2$）处超矮星系的并合历史与 LIGO/Virgo 推断的、处于 GW190521 组件质量范围内的黑洞并合率吻合良好，考虑到该事件的红移，得出可能的时间延迟为 $\lesssim 4$ Gyr。我们进一步证明，预测的时间尺度与中心黑洞并合的预期一致，尽管由于低质量矮星系缺乏高分辨率模拟而存在较大不确定性。我们的发现表明，这一黑洞产生与并合通道是可行的且极为有趣，可作为探索星系黑洞种子与星系形成的新途径。我们建议通过模拟与观测对该情景进行详细研究。