由与超大质量黑洞双星动力学相互作用产生的致密天体并合的宇宙学分布
星系天体物理
2019-10-16 v1 高能天体物理现象
太阳与恒星天体物理
摘要
我们结合高精度散射实验与Millenium-II模拟的结果，计算与超大质量黑洞双星(SMBHBs)动力学相互作用的束缚致密天体(CO)双星的宇宙并合率。我们考虑由白矮星(WDs)、中子星(NSs)和黑洞(BHs)组成的双星。对于银河系中心名义CO双星分数为0.1的情况，从红移~5起，WD-WD、NS-NS、BH-BH、BH-NS双星以及EBBH(黑洞偏心双星)的总并合率分别为4.32×10^3 yr^{-1}(Ia型超新星为5.93×10^2 yr^{-1})、82.7 yr^{-1}、96.3 yr^{-1}、13.1 yr^{-1}和148 yr^{-1}。我们计算了并合位点相对于双星宿主星系的距离(R)分布。该分布显示出宽达~Mpc的距离范围；这一尾部分布由逃逸的超高速CO双星产生。由于周围环境的物质密度差异，具有不同R的并合事件在其电磁对应体中被预期呈现显著不同的特征。特别是，产生相对论性喷流但发生于星系际介质中的并合事件(尤其是NS-NS)相对于其瞬时辐射将具有非常微弱的余辉辐射。这些我们称之为“偏离中心”的事件，只能由CO双星与SMBHBs的近距离遭遇产生；因此探测到此类并合事件将表明存在邻近的SMBHBs，特别是由主要星系并合后产生的高质量比SMBHBs。
引用
@article{arxiv.1906.10142,
title = {The cosmological distribution of compact object mergers from dynamical interactions with SMBH binaries},
author = {Yi-Han Wang and Nathan Leigh and Alberto Sesana and Rosalba Perna},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.10142},
year = {2019}
}