金属丰度对引力波探测前景的影响
高能天体物理现象
2015-05-18 v2
摘要
来自SDSS(30万个星系)的数据表明,近期(过去10亿年内)的恒星形成是双峰的:一半的恒星由富含金属(太阳金属丰度)的气体形成,另一半则由重元素(氦以上)贡献很小(太阳金属丰度的10-30%)的气体形成。对最亮恒星质量损失的理论研究得出,对于亚太阳成分,恒星起源黑洞质量(30-80 Msun)显著高于先前估计。我们结合这些发现来估计探测由双致密天体旋进产生的引力波(GW)的概率。我们的结果表明,低金属丰度环境显著促进了至少包含一个黑洞的双致密天体双星的形成。特别地,我们发现,如果金属丰度从太阳丰度(如所有先前估计中所用)降低到太阳丰度与10%太阳丰度的50-50混合,GW探测率将提高20倍。目前两个最大仪器对NS-NS双星旋进的灵敏度(VIRGO: 9 Mpc; LIGO: 18 Mpc)不足以确保首次探测。然而,我们的结果表明,如果未来仪器将灵敏度提高到50-100 Mpc,则有望在观测的第一年内探测到GW。先前认为NS-NS旋进是GW探测最可能的来源。我们的结果表明,BH-BH双星作为GW源的可能性是NS-NS系统的25倍,并且我们正处于GW探测的边缘。
引用
@article{arxiv.1004.0386,
title = {The effect of metallicity on the detection prospects for gravitational waves},
author = {K. Belczynski and M. Dominik and T. Bulik and R. O'Shaughnessy and C. L. Fryer and D. E. Holz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1004.0386},
year = {2015}
}
备注
4 pages of text, 2 figures, 2 tables (ApJ Letters, accepted)