探测偏心亚太阳质量致密双星引力波的前景

由于其质量较小，亚太阳质量黑洞双星必然起源于原初而非恒星演化的结果。在宇宙早期形成后不久，原初黑洞在脱离宇宙膨胀后便可形成双星。或者，作为暗物质的原初黑洞也可能在晚期宇宙中由于动力学相遇和引力波制动而形成双星。这一通道的一个显著特征是部分源在LIGO/Virgo频段内保留非零偏心率。假设所有暗物质均为具有δ函数质量分布的原初黑洞，在此晚期宇宙通道中形成的$1M_\odot-1M_\odot$双星可被先进LIGO和Virgo以其设计灵敏度以$\mathcal{O}(1)$/年的速率探测到，其中$12\%(3\%)$的 event 在引力波频率10 Hz处偏心率$e^\mathrm{10Hz}\geq0.01(0.1)$，且未探测可对模型中双星形成率给出约束。若第三代探测器中此类双星占暗物质的大部分，则有望在该通道中探测到质量低至$0.01 M_\odot$的亚太阳质量偏心双星。此外，我们利用模拟引力波数据，研究了在先进LIGO设计灵敏度下使用准圆波形模板库搜寻偏心引力波信号的能力。对于匹配滤波定向搜寻，假设双星具有$0.1(1)M_\odot$的δ函数质量以及由此晚期宇宙形成通道导出的偏心率分布，由于偏心导致的引力波信号失配，相对于理想探测率将漏掉$41\%(6\%)$的信号。