来自并合双黑洞的随机引力波背景

我们估算了来自宇宙中各处并合双恒星质量黑洞（BH）场群体的随机引力波（GW）背景信号。这项研究受到近期对BH-Wolf-Rayet星系统的观测以及对恒星形成星系金属丰度的新估算的推动，这些新估算暗示BH-BH系统比以前假设的更普遍。利用并合双BH系统的旋近-并合-铃宕波形的最新解析结果，我们估算了所产生的随机GW背景信号。假设单源能量发射的平均量，我们探索了啁啾质量和局部事件率密度的参数空间，以满足先进和第三代干涉式GW探测器进行探测所需的条件。对于平均啁啾质量8.7$M_{\odot}$，我们发现通过两个先进探测器3年的互相关进行探测，将要求事件率密度$r_0 \geq 0.5 \rm{Mpc}^{-3} \rm{Myr}^{-1}$。合并来自多对探测器的数据可以将此限制降低最多40%。研究整个参数空间，我们发现，对于近期对BH-Wolf-Rayet星系统的研究所预测的平均啁啾质量约为$\sim 15M_{\odot}$的并合双BH系统群体，可以在事件率$r_0 \sim 0.1 \rm{Mpc}^{-3} \rm{Myr}^{-1}$的条件下实现探测。虽然此情景处于理论估计的高端，但两台爱因斯坦望远镜的数据互相关可以在$r_0 \geq 10^{-3} \rm{Mpc}^{-3} \rm{Myr}^{-1}$的条件下探测到该信号。这样的信号可能会在（1--500）Hz频率范围内掩盖一个无量纲能量密度$\Omega_{\rm{GW}}\sim 10^{-10}$的原初GW背景信号。