潮汐瓦解事件产生的引力波背景信号

在本文中，我们推导了潮汐瓦解事件（TDEs）产生的随机引力波背景。我们既关注星系核中超大质量黑洞（SMBHs）瓦解主序星所发出的信号，也关注球状星团中中等质量黑洞（IMBHs）瓦解白矮星所产生的信号。我们表明，特征应变 $h_{\rm c}$ 对频率的依赖关系由潮汐半径内事件的近心点分布决定，在标准假设下 $h_{\rm c} \propto f^{-1/2}$。这是因为TDE信号是在最近距离轨道频率处爆发的一阵引力波。此外，我们将背景特征应变与下一代空间引力波干涉仪灵敏度曲线进行比较：激光干涉空间天线（LISA）、天琴（TianQin）、ALIA、分赫兹干涉引力波天文台（DECIGO）和宇宙大爆炸观测者（BBO）。我们发现，主序星产生的背景可能仅能被BBO在其最低频率覆盖范围内探测到，但对所有其他仪器都太弱。另一方面，白矮星TDE的背景信号将在ALIA、尤其是DECIGO和BBO的探测范围内，而低于LISA和天琴的灵敏曲线。该背景信号的探测不仅将为红移 $z\sim 3$ 范围内IMBH的存在提供证据，还将告诉我们每个星系的球状星团数量以及这些环境中IMBH的占据比例。