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用 LISA 双星径向速度测量搜寻中等质量黑洞

高能天体物理现象 2022-07-13 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

尽管中等质量黑洞(IMBH)可能在作为类星体的大质量种子、矮星系反馈以及潮汐瓦解事件中发挥潜在作用,但支持其存在的观测证据仍很稀少。LISA 可能观测到绕银河系 IMBH 运行的恒星级黑洞双星,并通过测量由双星径向速度引起的引力波中的多普勒频移来揭示 IMBH 的存在。我们估计了来自银河系球状星团(假设它们宿主 IMBH)的可探测多普勒频移事件数目,发现其随 IMBH 质量增加而减少。一些银河系球状星团(包括 M22 和 ω\omega Centauri)可能产生至少一个 LISA 可探测的事件。即使在更悲观的情形下,整体仍可在银河系预期约 1 个事件。我们还估计了因母星团瓦解而游荡于银河系中的 IMBH 的多普勒频移事件数。若每个游荡 IMBH 至少绕有一颗双星黑洞,LISA 可能从该难以捉摸的 IMBH 群体中探测到多达数十个多普勒频移事件。在更悲观的假设下,LISA 仍可能探测到约 1 个游荡 IMBH,否则其几乎无法被观测到。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.08154,
  title  = {Hunting intermediate-mass black holes with LISA binary radial velocity measurements},
  author = {Vladimir Strokov and Giacomo Fragione and Kaze W. K. Wong and Thomas Helfer and Emanuele Berti},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.08154},
  year   = {2022}
}

备注

19 pages, 10 figures, 4 tables. Considerable additions including 4 new figures and an appendix