利用爱因斯坦望远镜重建致密双星族群的恒星形成率

爱因斯坦望远镜（ET）是提议中的第三代宽带引力波（GW）探测器。相较于第二代探测器，其探测灵敏度更高，能够探索极高红移处的引力波宇宙。本文提出一种与族群无关的方法，利用 ET 作为单台仪器推断源自 Pop I+II 与 Pop III 恒星的不同致密双星族群的恒星形成率密度（SFR）函数形式。我们采用一种算法来回答关于不同致密双星族群 SFR 的三个主要问题：具体而言，这些问题涉及 Pop III 恒星形成的终止红移、SFR 峰值红移，以及高红移处 SFR 的函数形式，这些均有待阐明。我们表明，不同致密双星族群的 SFR 随红移的重建在 $z \sim 14$ 之前与时间延迟分布无关，且重建精度仅在 $z\gtrsim 14$ 的更高红移处强烈依赖于该分布。我们将 Pop III 恒星的终止红移定义为 SFR 降至其峰值 1% 处的红移。在此分析中，我们约束了 SFR 随红移的函数峰值，并表明 ET 作为单台仪器可区分 Pop III 恒星不同 SFR 的终止红移，其真实间隔至少为 $\Delta z \sim 2$。终止红移的准确估计依赖于对时间延迟分布尾部的正确建模，该尾部对应 $\gtrsim 8$ Gyr 的延迟时间。