高偏心率与高质量表征银河系核中引力波俘获事件（地基探测器视角）
高能天体物理现象
2021-07-14 v3 广义相对论与量子宇宙学
摘要
银河系核（GNs）中单-单密近 encounter 期间的引力波（GWs）辐射导致高偏心率恒星质量黑洞（BH）双星的形成与快速并合。物理参数的独特分布使得从统计上将该源群体与其他源区分开来成为可能。先前的研究确定了单个GN中该源群体的预期双星参数分布。此处我们考虑动力学摩擦、后牛顿修正和观测偏差的影响，以确定来自宇宙中全部GN的被探测源的参数分布。我们发现被探测并合的总双星质量分布强烈偏向更高质量。初始峰值GW频率的分布非常高，介于1-70 Hz之间，约50%的GW俘获源在e >~ 0.95下形成于10 Hz以上。首次进入LIGO/Virgo/KAGRA波段时的偏心率满足e_10Hz > 0.1的源超过92%，且e_10Hz > 0.8的源超过一半。当近心点达到10 GM/c^2时，偏心率满足e_10M > 0.1的源超过约70%，使得GN中的单-单GW俘获事件成为宇宙中目前已知恒星质量双星BH并合通道中最偏心的源群体。我们确定了总质量、质量比、源探测距离以及偏心率e_10Hz和e_10M之间的相关性。最近测量的GW190521源参数接近理论分布的峰值，其宿主环境的估计逃逸速度为~7.5x10^3 km/s - 1.2x10^4 km/s，使得该源成为此天体物理并合通道的候选者。
引用
@article{arxiv.2011.02507,
title = {High Eccentricities and High Masses Characterize Gravitational-wave Captures in Galactic Nuclei as Seen by Earth-based Detectors},
author = {László Gondán and Bence Kocsis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.02507},
year = {2021}
}
备注
32 pages, 10 figures, 2 tables, accepted by MNRAS