引力透镜效应对第三代引力波探测器黑洞质量函数推断的影响
宇宙学与河外天体物理
2023-01-18 v2
摘要
近期来自引力波（GWs）的黑洞（BH）目录快速增长，使我们得以研究超越最简单幂律分布的黑洞质量函数（BHMF）子结构。然而，从双黑洞并合事件推断出的BH质量，可能因引力透镜效应而被系统性地“增亮”或“变暗”。本工作中，我们研究了在考虑第三代GW探测器——爱因斯坦望远镜（ET）探测的情况下，引力透镜对BHMF推断的影响。为获得该效应的上限，我们聚焦于高红移 z=10。我们采用蒙特卡洛（MC）方法，在无透镜与有透镜两种情形下基于3种原始BHMF模拟数据，随后从模拟数据中恢复BHMF参数并比较结果的差异。我们发现所有参数均在一个标准差（std., 1σ）内被良好恢复，且3种BHMF模型均在68%可信区间内被重建，表明即使在极高红移且ET具有高精度时，透镜效应也不会剧烈改变主体结构。而50M⊙之外的中等影响，取决于BHMF高质量尾或子结构的建模方式。我们得出结论：在可预见的未来，透镜对ET的BHMF推断影响可安全忽略；仅当关注高红移下BHMF高质量端的精确估计时才需谨慎处理透镜效应。
引用
@article{arxiv.2205.15515,
title = {Impact of gravitational lensing on black hole mass function inference with third-generation gravitational wave detectors},
author = {Xianlong He and Kai Liao and Xuheng Ding and Lilan Yang and Xudong Wen and Zhiqiang You and Zong-Hong Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.15515},
year = {2023}
}
备注
13 pages, 11 figures, accepted by MNRAS