在引力波和电磁窗口观测绕超大质量黑洞运行的白矮星

我们考虑了一类潜在的新的引力波源，由一颗白矮星并合入质量范围约为 10^4-10^5 Msun 的超大质量黑洞组成。这类源特别令人感兴趣，因为在旋进阶段产生的引力波信号可被激光干涉空间天线 (LISA) 探测到，并且在黑洞和白矮星质量参数空间的很大一部分区域中，随后会立即产生由恒星潮汐瓦解生成的电磁信号，该信号可被 X 射线、光学和紫外望远镜探测到。因此，这类源可能带来大量的科学回报，包括低红移处的精确宇宙制图、质量范围约为 10^4-10^5 Msun 的黑洞人口统计、对矮星系核心中白矮星动力学相互作用和群体的深入理解，以及对白矮星结构和状态方程的新探测。通过对这些事件产生的引力辐射和电磁辐射进行建模，我们发现它们在两个观测窗口中均可在约 200 Mpc 的距离处被探测到，对于参数空间的特定区域甚至可能更远。我们还基于关于黑洞和白矮星质量函数及动力学相互作用的若干模型假设估算了探测率：该比率（不出所料）具有高度不确定性，范围从约 0.01 yr^-1 到约 100 yr^-1。这是由于目前对这些天体和过程的理论理解有限且观测约束极少。然而，捕获率的标度论证倾向于上述范围的高端，使得在 LISA 运行寿命期间探测到多个事件成为可能。