坍缩超大质量恒星由中微子暴产生的引力辐射

我们估计了一个中微子暴的引力辐射特征，该中微子暴由电子/正电子湮灭驱动，伴随初始处于流体静力学平衡且辐射主导的超大质量物体发生 Feynman-Chandrasekhar 不稳定性时的不对称坍缩。对于质量为 $5\times10^4\,M_\odot<M<5\times10^5\,M_\odot$ 且具有原初金属丰度的物体，就其坍缩成黑洞时以中微子形式发射的静止质量比例而言是一个最佳情形：初始质量较低的物体将受到散射引起的中微子俘获，从而降低这种引力辐射产生模式的效率；而质量较高的物体在产生黑洞之前将无法达到足够高的温度以辐射出显著的中微子能量。该最佳情形的坍缩将以中微子形式辐射出该恒星静止质量的百分之几，并假设在中微子产生峰值时存在微小的温度不对称性，从而产生具有特征的线性记忆引力波暴特征。该特征的时间尺度取决于红移，约为 $\sim1{\rm~s}$ 至 $10{\rm~s}$，这对于像 DECIGO 这样拟议的引力波天文台来说是最佳的。利用该探测器的响应，并要求信噪比 SNR $>$ 5，我们估计一颗 $\sim 5\times10^4\,M_\odot$ 超大质量恒星的坍缩可以产生可探测至红移 $z\lesssim7$ 的中微子暴引力辐射特征。在预期的 DECIGO 最终设计灵敏度下，我们估计这些事件的线性记忆信号在 SNR $> 5$ 下可探测至 $z \lesssim13$。