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基于 LIGO-Virgo-Kagra 双黑洞观测的星团性质单事件似然

高能天体物理现象 2023-12-12 v2 宇宙学与河外天体物理 广义相对论与量子宇宙学

摘要

在引力波中观测到的双黑洞并合族,连同天体物理模拟,可帮助我们理解不同天体物理情形下前身星的性质与双星形成机制。此处我们聚焦于星团中的动力学形成。我们利用第三批引力波暂现源目录(GWTC-3)与快速模拟星团动力学的代码 Rapster,表明可由单个观测构建星团性质的单事件似然。我们发现双黑洞并合中测得的主星质量与测得的星团质量相关,因为主星成分的质量谱随星团质量增大而增大。该趋势可能由两种物理机制导致:(i) 对于质量 106 M\gtrsim 10^6~M_{\odot} 的星团,主星质量高于 40 M\sim 40~M_{\odot} 的等级并合更高效产生;(ii) 对于质量 105 M\lesssim 10^5~M_{\odot} 的星团,更重的第一代双星被抑制,这是因为被抛射的双星在回溯时间内不并合。此处给出的形式体系可推广至在涉及多形成通道的更真实情形下推断双星前身星的族性质。

关键词

引用

@article{arxiv.2307.03227,
  title  = {Single-event likelihood of star cluster properties with LIGO-Virgo-Kagra binary black hole observations},
  author = {Ken K. Y. Ng and Konstantinos Kritos and Andrea Antonelli and Roberto Cotesta and Emanuele Berti},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2307.03227},
  year   = {2023}
}

备注

5 pages, 3 figures. Calculations are shown in the python notebooks: https://gitlab.com/ken_ng/single-cluster-inference