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并合椭圆星系中的中等质量比旋近

星系天体物理 2022-11-30 v1

摘要

两个初始不受束缚的天体之间的近距离相遇,如果以引力波(GWs)形式释放足够能量,可能导致双星系统的形成。我们讨论了这种相遇发生在并合椭圆星系中的情形。有证据表明椭圆星系可能包含中等质量黑洞。因此,由于动力学、高密度以及它们所包含的大量致密遗迹,这些系统可能是致密天体旋近至大质量黑洞的引力波源的潜在孕育地。我们证明,对于质量范围在 M (103,105)\in (10^3,10^5) M_{\odot} 的中等质量黑洞(IMBHs),这一过程是有效的,并导致中等质量比旋近(IMRIs)的形成。我们考虑了一组中等质量黑洞和较小质量黑洞,其质量 m2(10,103)m_2 \in (10,10^3) M_{\odot},以估算IMRI的形成率。我们发现形成率范围在 108^{-8} yr1^{-1} 和 105^{-5} yr1^{-1} 之间,并给出了并合星系中单位共动体积的IMRI形成率随红移的变化。这些IMRI形成时发出的引力辐射的峰值频率位于空间探测器如LISA和天琴的探测频段内;考虑到这些探测器的可观测体积,每年可探测到的IMRI总数是相当可观的。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.04547,
  title  = {Intermediate-mass ratio inspirals in merging elliptical galaxies},
  author = {Verónica Vázquez-Aceves and Pau Amaro Seoane and Dana Kuvatova and Maxim Makukov and Chingis Omarov and Denis Yurin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.04547},
  year   = {2022}
}

备注

7 pages, 4 figures. Accepted for publication in MNRAS