remnant 黑洞反冲速度及其对层级并合的启示

当双星黑洞在致密星团中并合时，其 remnant 可以与该团中的其他黑洞配对，在称为层级并合的过程中形成越来越重的黑洞。层级并合发生的最重要条件是并合形成的 remnant 被宿主星团保留。利用公开可用的引力波事件数据库，我们推断由于引力波各向异性发射而赋予 remnant 黑洞的反冲速度大小，并据此量化每个事件相对于星团逃逸速度的保留概率。在第二批引力波瞬变源目录（GWTC-2）事件中，GW190814 在 90% 可信水平上以 ${\rm V_{kick}}=74_{-7}^{+10}$ km/s 对反冲大小给出了最严格的约束。我们发现逃逸速度为 200 km/s 的星团可以保留 GWTC-2 中约 50% 的事件。利用核星团和球状星团的逃逸速度分布，我们发现如果所有 GWTC-2 事件都发生在核（球状）星团中，则 GWTC-2 的 $\sim 17$（2）个 remnant 可能被宿主星团保留。我们的研究展示了在未来的层级并合研究中纳入反冲速度推断的重要性。