MOCCA-SURVEY数据库 I：球状星团中黑洞-黑洞并合的引力波反冲保留比例评估

引力波（GW）辐射的各向异性导致黑洞（BH）并合产物获得净动量，产生高达 $\sim10^3\text{ km s}^{-1}$ 的反冲速度，可能将其踢出球状星团（GC）。我们假设不同的黑洞自旋大小与方向模型（MS0——随机，MS1——作为质量和金属丰度的函数，MS2——常数值 $0.5$），估算并合产物的GW反冲保留比例。我们检验它们如何依赖于黑洞-黑洞并合时间以及星团性质。我们分析了GW反冲保留比例对星团中通过重复并合形成中等质量黑洞（IMBH）的影响。我们还计算了并合产物的最终自旋，并研究其与双星有效自旋的相关性。我们使用来自MOCCA（MOnte Carlo Cluster simulAtor）球状星团模拟的数据以获得真实的黑洞-黑洞并合样本，依据所研究模型为每个黑洞赋予自旋值，并基于最新理论公式计算反冲速度与最终自旋。我们发现，对于具有物理动机的模型，GW反冲保留比例约为 $30\%$ 且对自旋假设依赖很小，但更易受星团性质影响。特别是，我们发现GW反冲保留比例对星团密度有强烈依赖。我们还表明，GW反冲保留比例在星团生命后期较高，而在初期较低。最后，我们推导了将初始双星的最终自旋与有效自旋、以及动力学双星的最终自旋与最大有效自旋相关联的公式。