对不稳定性对质量损失对双黑洞质量分布的影响

Advanced LIGO 与 Virgo 现已通过引力波观测到一批双黑洞并合事件。这些黑洞的质量似乎显示出在 $30$--$45$ $M_\odot$ 之间存在堆积（pile-up）以及在 $\sim 45$ $M_\odot$ 以上存在截断的证据。对此种堆积及后续截断的一种可能解释是大质量恒星中的脉动对不稳定性超新星（PPISNe）与对不稳定性超新星（PISNe）。我们在孤立大质量双星的背景下研究该解释的可信度。我们使用快速种群合成软件 COMPAS 研究大质量双星族群，其中纳入了 PPISNe 与 PISNe 的模型。我们的模型预言黑洞最大质量为 $40$ $M_\odot$。我们预期在红移 z = 0 时所有双黑洞并合中约 $\sim 10$\% 包含至少一个经历 PPISN（质量为 $30$--$40$ $M_\odot$）的组分，构成 Advanced LIGO 与 Virgo 前两次观测运行中观测到的双黑洞并合的 $\sim 20$--$50$\%。基于将引力波质量测量拟合为幂律与高斯组合的实证模型，发现其所估比例过大，无法与我们的模型中 PPISNe 相关联。PPISNe 与 PISNe 的速率追踪低金属量恒星形成率，向外增至红移 $z = 2$。这些预言可通过未来引力波观测以及超亮超新星观测加以检验。