利用引力波探测红移不低于6的大质量黑洞

我们采用一套宇宙学流体动力学星系形成模拟（放大追踪宇宙中偏置的（>3σ）过密区域，即z=6时M_h∼10^{12} M_{⊙}暗物质晕），研究红移6<z<10范围内大质量黑洞（M_{BH}≳10^{6} M_{⊙}）双星（MBHBs）的并合。首先，在假设瞬时并合的前提下，我们分析不同分辨率和AGN反馈方案对并合率的影响。随后，我们计算由过密模拟区域引起的晕偏置修正因子。我们的模拟预测，在考虑不同模拟运行下，经约20–30的偏置因子修正后，z∼6时的并合率为每年3–15次。对于我们的基准模型，我们进一步考虑由动力学摩擦导致的MBHB并合延迟效应。我们发现83%的MBHB会在哈勃时间内并合，21%在1 Gyr内（即z>6时宇宙的年龄）并合。最后，我们计算引力波（GW）信号的预期性质，发现LISA可探测的高信噪比（SNR>5）事件占比在66–69%之间。然而，由于LISA天区定位精度较差（对于最响亮信号，即z=6处M_c∼10^6 M_{⊙}，约为10 deg^2），识别这些事件的电磁对应体仍然具有挑战性。