金属丰度特异性恒星形成史对双致密天体并合的影响

我们研究了宇宙时间内金属丰度特异性恒星形成率的不确定性对可通过引力波观测的双致密天体并合率和质量预测的影响。我们发现这种不确定性可使预测的可探测并合率改变一个数量级以上，与关于双星演化的不确定物理假设（如质量转移效率或超新星反冲）的贡献相当。我们将 COMPAS 种群合成套件产生的结果与来自先进 LIGO 和 Virgo 前两次观测运行的引力波探测目录进行了统计比较。我们发现，在默认演化模型下，观测到的双黑洞并合的率和啁啾质量可以很好匹配，其恒星形成金属丰度散布为围绕平均金属丰度 $\left<Z\right>$ 的 $0.39$ dex，且 $\left<Z\right>$ 随红移 $z$ 标度为 $\left<Z\right>=0.035 \times 10^{-0.23 z}$，假设恒星形成率为 $0.01 \times (1+z)^{2.77} / (1+((1+z)/2.9)^{4.7}) \, \rm{M}_\odot$ Mpc$^{-3}$ yr$^{-1}$。有趣的是，该默认模型预测，在设计灵敏度下每天可探测的大约一个双黑洞并合中，80% 将通过孤立双星演化形成，且仅经历动力学稳定的质量转移，即未经历公共包层事件。