利用下一代地基探测器网络进行中等质量黑洞双星参数估计

中等质量黑洞（IMBHs）在 $10^2 M_\odot \lesssim M \lesssim 10^6 M_\odot$ 质量范围内的形成与演化天体物理场景仍不确定，但未来的地基引力波（GW）干涉仪将探测 IMBH 质量范围的下端。我们研究了由 Cosmic Explorer（CE）和 Einstein Telescope（ET）干涉仪各种组合构成的下一代地基探测器网络对 IMBH 双星并合的可探测性及其参数的可测量性。我们发现，对于组件质量为 $m_{1,2}\sim 1000\,M_\odot$ 的双星，最优的 3 探测器网络在 $z=0.5$（$z=2$）处可将质量约束至误差 $\lesssim 0.1\%$（$\lesssim 1\%$），且在 $z\lesssim 2$ 时源红移可以以百分比级或更高的精度测量。较轻双星（$m_{1,2}\lesssim 300\,M_\odot$）的红移即使在 $z=10$ 时仍能以 $O(10)\%$ 的精度测量。对于 $m_{1,2}\lesssim 1000\,M_\odot$ 的双星，$z\lesssim 0.5$ 时可在 $1\,\rm{deg}^2$ 范围内定位，对于质量相当的双星系统则可在 $0.1\,\rm{deg}^2$ 范围内定位。其天空定位精度足够高，可能允许将引力波搜索与星系表进行交叉相关，并搜索 IMBH 并合的电磁对应体。我们还指出，探测器的低频灵敏度对 IMBH 探测和参数估计至关重要。将我们的结果与星族合成代码结合使用以约束天体物理 IMBH 形成模型将是有意义的。