用宇宙学模拟预言银河系的双黑洞族
星系天体物理
2018-08-08 v3
摘要
双黑洞是大质量恒星演化的主要终点。其性质为约束仍知之甚少的双星演化提供了独特机遇。本文中，我们预言银河系内及周围的双黑洞及其并合产物存量，并详述其主要性质。我们首次将银河系质量星系的高分辨率宇宙学模拟与双星族合成模型相结合。取自 FIRE 项目的流体动力学模拟为该星系及其恒星晕与卫星星系提供了宇宙学上真实的恒星形成历史。我们对恒星粒子施加依赖于金属丰度的演化模型以产生单个双黑洞。我们发现模型中银河系已有百万个双黑洞并合，且仍有 300 万双星系统存在，平均每双星质量 28 Msun。由于黑洞前身星偏向低金属丰度恒星，其中半数位于恒星晕与卫星星系中，且 40% 的双星形成于主星系之外。该趋势随黑洞质量增大而增强。已并合系统的数目与质量分布与 LIGO/Virgo 探测相符。对这些黑洞的观测将具挑战性，无论电磁方法还是 LISA 皆然。我们发现宇宙学上真实的恒星形成历史，连同自洽的金属增丰与星系吸积历史，是确定可与观测比较以约束大质量双星演化的双黑洞率的关键要素。
引用
@article{arxiv.1801.03099,
title = {Predicting the binary black hole population of the Milky Way with cosmological simulations},
author = {Astrid Lamberts and Shea Garrison-Kimmel and Philip Hopkins and Eliot Quataert and James Bullock and Claude-André Faucher-Giguère and Andrew Wetzel and Dusan Keres and Kaliden Drango and Robyn Sanderson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.03099},
year = {2018}
}
备注
accepted in MNRAS, data available at https://fire.northwestern.edu/data/