小口径SKA脉冲星计时阵列可示踪超大质量双黑洞演化
天体物理仪器与方法
2020-07-15 v2 高能天体物理现象
摘要
超大质量黑洞普遍存在于星系中心并随其宿主共同演化。因此预期在密近星系对中存在着超大质量双黑洞（SMBBH），然而迄今尚无确凿探测。平方公里阵列（SKA）是一台收集面积接近一百万平方米的通用射电望远镜，在探测纳赫兹引力波（GWs）方面潜力巨大。本文中，我们首次利用脉冲星计时阵列（PTA）技术量化了SKA对真实SMBBH总体的引力波可探测性，并量化了其在揭示SMBBH随红移演化方面的影响。仅需约颗脉冲星——远少于先前工作的要求——SKA PTA有望在约5年运行内获得探测，并在约10年后达到每年逾100个SMBBH的探测率。尽管超出本文范围，我们必须承认持续红噪声的存在将减少此处预期的探测数。因此理解并抑制PTA数据中的红噪声势在必行。若干知名SMBBH候选体（如OJ 287、3C 66B、NGC 5548与Ark 120）的引力波特征，在给定各系统当前最佳已知参数下将被探测到。在30年运行内，预期约60个的个体SMBBH探测，以及逾个的探测。探测率在之后急剧下降。SKA PTA所预期的大量探测及其可辨的随红移演化，将使SKA成为研究SMBBH的重要工具。
引用
@article{arxiv.2005.11118,
title = {Supermassive Binary Black Hole Evolution can be traced by a small SKA Pulsar Timing Array},
author = {Yi Feng and Di Li and Zheng Zheng and Chao-Wei Tsai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.11118},
year = {2020}
}
备注
Accepted by Physical Review D