利用射电与引力波观测探究银河系脉冲星-黑洞族群

LIGO-Virgo 对两次中子星-黑洞并合的探测首次直接证实了宇宙中此类系统的存在。这些探测也意味着脉冲星-黑洞（PSR--BH）系统的存在。在本分析中，我们利用当前射电巡天中未探测到任何 PSR--BH 系统的结果，估计银河系中向地球发射射束的 PSR--BH 双星系统数量的 95% 上限约为 150 个。这对应于 LIGO-Virgo 网络在标度至 100 Mpc 距离范围时的并合探测率上限 $\mathcal{R}_{\rm LIGO} = 7.6$ yr$^{-1}$（95% 置信上限），该结果与 LIGO-Virgo 导出的速率一致。此外，我们首次利用 LIGO-Virgo 估计的并合探测率预测了银河系中可探测的 PSR--BH 系统数量。我们发现，分别对应于 LIGO-Virgo 基于事件和基于族群的并合探测率估计，银河系中可探测的 PSR--BH 系统数量为 $\left< N_{\rm obs, NSBH, e} \right> = 2^{+5}_{-1}$ 和 $\left< N_{\rm obs, NSBH, p} \right> = 6^{+7}_{-4}$。我们估计了利用当前射电脉冲星巡天探测到这些 PSR--BH 系统的概率，表明 Arecibo PALFA 巡天探测到 PSR--BH 系统的概率最高，而使用近期投入运行和计划中的望远镜的巡天几乎肯定能探测到此类系统。最后，我们讨论了探测 PSR--BH 系统的障碍以及未来如何克服这些障碍。