从引力波观测看双黑洞相空间以揭示其形成历史
高能天体物理现象
2025-06-30 v2 宇宙学与河外天体物理
广义相对论与量子宇宙学
摘要
引力波（GW）源为支配双致密天体（BCO）形成的物理过程提供了宝贵的窗口。然而，由于从观测空间映射到众多理论模型空间的困难，从GW数据中解读此类信息极具挑战。我们引入BCO相空间概念，将可观测空间与BCO形成通道随宇宙时间的演化轨迹相连接，并将其应用于第三个GW瞬变源目录（GWTC-3），为近90个事件的可能天体物理形成场景带来新见解。我们的研究揭示，两个事件GW190425和GW230529与同一形成通道的BCO相空间轨迹重叠，该通道源于亚太阳质量黑洞场景，通过吸积增长为更高质量，暗示这两个源具有共同的原初起源。尽管实际形成通道尚待确认，但随着更多GW事件的可用，BCO相空间可深入区分天体物理和原初起源的不同形成通道的特征，并为跨越大部分宇宙时间、所有可观测质量范围内BCO的形成与演化带来新的更深层见解。
引用
@article{arxiv.2411.07304,
title = {Phase Space of Binary Black Holes from Gravitational Wave Observations to Unveil its Formation History},
author = {Samsuzzaman Afroz and Suvodip Mukherjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.07304},
year = {2025}
}
备注
15 pages, 8 figures, Accepted for publication in PRD