关于 GW190814 的形成
高能天体物理现象
2020-11-11 v2
摘要
LIGO-Virgo 合作组最近报道了一个令人困惑的事件 GW190814，其组分质量分别为 23 和 2.6 太阳质量。鉴于此类并合的相对速率较低，且次星质量接近已知双中子星（bNS）系统的总质量，我们提出 GW190814 是来自层级三重系统的二代并合，即 bNS 并合的遗迹能够与 23 Msun 的黑洞（BH）第三体再次并合。我们表明，若在 bNS 并合时外轨道的半长轴小于几 AU，则此事发生的概率足够高。此类紧密三重系统形成的条件在宇宙中（尤其在低金属度（小于 0.1 太阳）环境中）是否普遍实现，仍有待探索。我们的模型给出了若干预言。（1）类 GW190814 系统中次星的自旋为 0.6 至 0.7。（2）来自大样本 LIGO 源的组分质量分布在 2.5 至约 3.5 Msun 之间应有一个窄峰，而约 3.5 至约 5 Msun 的范围为空（前提是恒星演化不在“质量间隙”中产生此类 BH）。（3）约 90%（10%）的类 GW190814 事件在引力波频率 10 mHz 附近偏心率 e > 2x10^{-3}（> 0.1）。（4）相当大比例（> 10%）的 bNS 并合应在引力波波形中具有几 AU 距离处大质量第三体的特征。（5）银河系中存在 10^5 个带有大质量 BH 第三体、未被探测到的射电宁静 bNS 系统。
引用
@article{arxiv.2009.10082,
title = {On the formation of GW190814},
author = {Wenbin Lu and Paz Beniamini and Clément Bonnerot},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.10082},
year = {2020}
}
备注
MNRAS accepted