从动力学俘获双星的偏心率测量推断宿主环境性质与引力波衰减时间
高能天体物理现象
2026-05-13 v1 广义相对论与量子宇宙学
摘要
在致密恒星环境中的动力学俘获是产生偏心致密双星并合的一个有前景的渠道。尽管迄今为止尚未有对偏心并合的可靠探测，但通过对数据的重新分析，一些候选体显示出不可忽略的带内偏心率的迹象。通过假设一个观测到的偏心事件源于动力学引力波（GW）俘获，我们证明可以利用偏心率和质量后验分布来识别宿主环境。特别是，偏心率后验分布可以映射到关键俘获参数的后验分布上，例如无穷远处的相对速度和碰撞参数。通过将这些与不同天体物理环境的预期速度分布进行比较，我们可以对可能的宿主施加约束。假设其源于引力波俘获，我们将此框架应用于中子星-黑洞并合事件 GW200105。通过与球状星团（GCs）和核星团（NSCs）核心中中子星的速度弥散分布进行比较，我们发现 GW200105 在 GC（NSC）中并合的概率为 29%（71%）。由于我们预期未来会探测到数个偏心并合事件，此方法可以在单事件基础上为其宿主环境提供有价值的天体物理诊断；这可以直接推广到偏心双星群体。我们发展的形式体系也应用于 GW190521，但对该事件的约束较弱。最后，我们推断出 GW200105 从俘获到并合的引力波衰减时间为 11-156 天。
引用
@article{arxiv.2605.11947,
title = {Inferring host environment properties and gravitational-wave decay time from the eccentricity measurement of dynamically captured binaries},
author = {A. Vincent Paul and Parthapratim Mahapatra and Marc Favata and K. G. Arun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.11947},
year = {2026}
}
备注
10 pages, 5 figures, and 1 table