超大质量黑洞双星引力波背景的质量-红移依赖性
宇宙学与河外天体物理
2024-03-13 v2 星系天体物理
摘要
研究黑洞（BH）-（星系）核球质量关系随红移的演化，为超大质量黑洞与其宿主星系的共同演化提供了宝贵见解。然而，由于对最质量最大、最明亮星系的偏向，获取黑洞质量的精确测量具有挑战性。我们转而使用 EAGLE、Illustris、TNG100、TNG300、Horizon-AGN 和 SIMBA 大规模宇宙学模拟，关注随红移变化的 BH 与核球质量。我们采用一个包含星系恒星质量函数、成对分数、并合时标以及扩展至红移演化的 BH-核球质量关系的解析天体物理模型。该模型可预测由超大质量黑洞双星（SMBHB）群体产生的引力波背景（GWB）强度随频率的变化。这使我们能将模型预测与脉冲星计时阵列观测的约束进行比较。本文采用贝叶斯分析进行参数推断。我们发现所有六套模拟均与一系列模拟 GWB 谱一致（≤ 3.5σ）。通过将 BH-核球质量参数固定为模拟值，我们分析了对其他天体物理参数约束的变化。此外，我们还考察了这些大规模模拟间 SMBHB 并合率随质量和红移的变化。
引用
@article{arxiv.2305.18293,
title = {Mass-redshift dependency of Supermassive Black Hole Binaries for the Gravitational Wave Background},
author = {Musfar Muhamed Kozhikkal and Siyuan Chen and Gilles Theureau and Melanie Habouzit and Alberto Sesana},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.18293},
year = {2024}
}
备注
20 pages, 16 figures, 3 tables, 1 appendix figure and 1 appendix table