副黑洞的优先吸积加强引力波信号

脉冲计时阵列最近发现了纳米赫兹引力波证据，这些证据与来自宇宙二分星超大质量黑洞 (SMBH) 族群的信号相符。然而，这些引力波背景的振幅大于来自SMBH二分星族群的理论和经验模型所预测的振幅。我们探讨了副黑洞（较不稀的SMBH）的优先吸积作为解决这一差异的潜在方案。我们进行了关于优先吸积对SMBH二分星族群影响的首次基于观测的分析，发现副SMBH的优先吸积会增加SMBH二分星的质量比，从而使许多小型星系合并导致主要SMBH合并。随着优先吸积的引入，导致主要SMBH合并的SMBH合并比例增加2-3倍。进一步地，我们发现仅需少量的优先吸积（约10%的总SMBH质量增长）即可使预测的引力波背景振幅与观测结果一致。优先吸积对LISA检测的引力波信号影响更大，后者将在更高红移处探测到SMBH二分星，其中环境更富含气体，同时也有助于解释詹姆斯·韦伯太空望远镜所观察到的高红移超大质量黑洞的快速形成。它还缩短了探测到单个SMBH二分星发射连续波的首次检测时间。优先吸积强化了嵌入环状盘中任何二分星产生的引力波信号，包括LIGO探测到的源。