利用未来引力波探测器探测种子黑洞

确定第一代大质量黑洞种子的性质是理解星系并合历史和增长的关键。质量约为100太阳质量的种子黑洞之间的并合会产生0.1-10Hz频段的引力波，该频段介于现有地面探测器与计划中的空间引力波探测器——激光干涉空间天线（LISA）的灵敏度频段之间。然而，已有更先进探测器的提案来填补这一空白，包括第三代地面探测器爱因斯坦望远镜和空间探测器DECIGO。在本文中，我们证明此类未来探测器应能探测到第一代轻种子黑洞双星并合产生的引力波，并提供该时期结构演化的信息。这些观测将与LISA对后续更大质量黑洞并合的观测互补。我们计算了各种未来探测器对种子黑洞并合的灵敏度，并据此探讨了每个探测器在三年观测期内可能观测到的事件数量和性质。在此计算中，我们利用星系并合树和两种不同的种子黑洞质量分布来构建天体物理事件群。我们还考虑了未来地面探测器网络测量种子黑洞并合参数的精度，特别是到源的光度距离。我们表明，可实现约30%的距离精度，这应足以让我们确信源处于高红移。