利用引力波测量探究超大质量黑洞种子模型

星系中心超大质量黑洞的组装过程仍有待确定，由坍缩的第三星族星提供的种子、在核星团中通过反复合并形成的黑洞或原星系盘的直接坍缩这三种途径的相对重要性尚未明确。本文研究了通过未来测量中等质量黑洞双星旋近与合并过程中发出的引力波来阐明这一问题的前景，特别讨论了 LISA 以及拟议的原子干涉仪 AION 和 AEDGE 的预期测量所扮演的角色。我们发现，在低质量种子模型中，LISA 和 AEDGE 可探测到的 IMBH 双星数量预期为 $O(100)$，AION 为 $O(10)$；而在高质量种子模型中，LISA 的可探测数量降至 $O(10)$，AEDGE 和 AION 则低于 1。这使得所有这些观测站都能探测种子模型的参数，特别是当至少一部分 SMBH 源自低质量种子群体时。我们还表明，总体而言，AEDGE 对双星参数的测量精度最高，它能非常精确地观测到双星的合并。