核星团中中等质量黑洞双星的并合率

恒星级质量黑洞（BH）在致密星团中的反复并合可以产生中等质量黑洞（IMBH）。特别是，星系中心的核星团具有足够深的势阱，尽管引力辐射的各向异性发射会造成显著的反冲，但仍能保留大部分黑洞并合产物。这些事件可以通过引力波（GW）探测到，这为揭示 IMBH 提供了前所未有的机会。在本文中，我们分析了涵盖不同星团金属丰度、初始黑洞种子质量和初始黑洞自旋的广泛数值模拟的统计结果，并计算了 IMBH 双星的并合率。我们发现，根据 IMBH 质量的不同，并合率在 $0.01$-$10$\,Gpc$^{-3}$\,yr$^{-1}$ 范围内。我们还计算了地面和空间观测站的多波段探测数量。我们的模型预测，对于质量 $\lesssim 1000\msun$ 的 IMBH，LISA、DECIGO、ET 和 LIGO 每年应能探测到几次并合事件，而仅 DECIGO、ET 和 LIGO 每年可探测到几十次并合事件。