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双星黑洞质量谱中的质量间隙无证据

高能天体物理现象 2024-11-14 v2

摘要

星模型表明,星的核心紧凑度——即其超级新星爆炸可塑性的常用代理——并不随星的质量单调增加。相反,核心紧凑度在碳氧核心质量范围内出现锐利的下降;这一范围可能对星的金属丰度和演化历史略有敏感。处于这一紧凑度波动区间的星预计会发生超级新星,留下中子星,而这一范围之外的星则预计会形成黑洞。这导致了一个假设中的质量范围,黑洞应在此范围内较少形成。定量地说,针对双星脱 stripped 星,这些模型预测双黑洞在约 10M15M10 M_\odot - 15 M_\odot 的组成质量范围内会稀缺。引力波信号的天文观测表明,合并双黑洞的合心质量分布在约 10M12M10 M_\odot - 12 M_\odot 附近可能存在一种特征。这种特征可能与上述假设的组成质量间隙相关联,但这取决于对二进制天体质量比的假设。本文我们直接探测双黑洞组成质量分布,以寻找间隙的证据。我们发现使用第三类引力波瞬态目录(GWTC-3)的数据没有发现这种特征。如果这种间隙在自然界中真实存在,我们发现它不太可能在当前(第四次)LIGO-Virgo-KAGRA(LVK)观测运行结束前被解析。

关键词

引用

@article{arxiv.2406.11111,
  title  = {No evidence for a dip in the binary black hole mass spectrum},
  author = {Christian Adamcewicz and Paul D. Lasky and Eric Thrane and Ilya Mandel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.11111},
  year   = {2024}
}

备注

16 pages, 11 figures