致密星团中凝聚作用产生的 LIGO 黑洞质量函数离群值
高能天体物理现象
2021-10-26 v2
摘要
先进 LIGO O3a 观测运行目录近期已发布，其中包含若干具有意外质量属性的事件，包括处于下质量间隙和上质量间隙的单星质量并合，以及双体组分间质量比异常小的并合。在此我们考虑这样一种可能性：这些离群值是球状星团致密环境中黑洞或中子星层级并合的结果。我们使用凝聚方程研究典型星团内黑洞质量函数的演化。我们的方案使我们能够监测总质量和致密天体数量、整体并合率以及通过失控过程形成中等质量黑洞的概率等各类全局量随时间的变化。通过考虑 LIGO 观测偏差，我们预测了关于单星质量 M1 和 M2、质量比 q 和红移 z 等变量的并合事件分布，并将预测与已发布的 O3a 数据进行比较。我们研究了这些分布如何依赖于并合率和抛射参数，并对利用未来 O5 观测运行数据集可对我们的模型参数施加的（严格）约束进行了预测。最后，我们还考虑了一个无凝聚、与动力学通道并行产生并合事件的静态通道，发现仅凭未来 O5 数据的并合质量分布即可区分二者。
引用
@article{arxiv.2008.10389,
title = {Outliers in the LIGO Black Hole Mass Function from Coagulation in Dense Clusters},
author = {Jordan Flitter and Julian B. Muñoz and Ely D. Kovetz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.10389},
year = {2021}
}
备注
20 pages, 16 figures, 1 table; Included recoil and delay-time effects and added a comparison with LIGO O3a results; Version accepted by MNRAS