星系核中大质量黑洞三体系统的后牛顿演化：IV. 对 LISA 的启示

在星系并合后形成的 $10^{4-7} \rm M_{\odot}$ 级大质量黑洞双星（MBHBs）是空间任务 LISA（激光干涉空间天线，{\it Laser Interferometer Space Antenna}）的主要目标。评估 LISA 的探测前景需要估计在宇宙结构形成过程中形成并演化的大质量黑洞双星的数量与性质。为此，我们采用半解析模型来追踪大质量黑洞双星在其宿主星系内的共同演化。我们确定了驱动双星并合的三个主要演化通道：两条标准路径（双星演化由与恒星和/或气体环境的相互作用驱动），以及一条新通道（大质量黑洞双星在与第三个黑洞相互作用期间发生并合）。对于每条通道，我们使用具有物理动机的模型来追踪大质量黑洞双星的轨道演化，其中包含对轨道偏心的自洽处理。我们发现，根据种子模型的不同，LISA 每年将探测到约 $\approx 25$ 至约 $\approx 75$ 个事件。我们表明，三体诱导的并合可从少数探测事件到占总探测并合的 $\sim 30\%$。此外，即使标准的气体/恒星驱动演化通道失效且大质量黑洞双星停滞，由于星系形成的等级式性质，三体相互作用仍会发生，导致每年约 $\approx 10$ 至约 $\approx 20$ 次 LISA 探测。值得注意的是，黑洞间的三体相互作用可产生在进入 LISA 频段时具有大偏心（$\gtrsim 0.9$）的并合双星。该偏心率在并合时仍将显著（$\sim 0.1$），需要合适的模板用于参数估计。