利用恒星潮汐瓦解探测星团中的黑洞并合历史

致密星团（SCs）中双黑洞（BBHs）的动力学集结是产生可观测引力波（GW）源最有前景的路径之一，然而其他若干形成情景也可能在起作用。当前悬而未决的问题之一是如何区分这些不同路径。本文提出一种可用于约束源自 SCs 的 BBH 并合形成的新多信使可观测量：恒星被 BBHs 潮汐瓦解（TDs）的电磁信号。此类 TDs 将因其瓦解性 BBHs 的轨道运动而在光变曲线上展现变异性，因此可用于绘制 BBH 轨道周期分布，进而亦能揭示最终驱动 BBHs 并合的动力学机制。使用包含广义相对论效应的解析方法，我们发现球状星团内 BBHs 的轨道周期分布在天尺度上达到峰值，我们认为这是该集结路径所独有的。我们提议，在当前与未来电磁暂现源巡天中搜寻变星 TDs 可用于约束 SCs 中 BBHs 的并合历史。