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高能X射线双星中黑洞与引力波源之间缺失的环节:观测选择效应

高能天体物理现象 2023-03-29 v2 太阳与恒星天体物理 广义相对论与量子宇宙学

摘要

目前已观测到的高能X射线双星(HMXB)中极少含有大质量黑洞,且无一有可能在哈勃时间内并合为双黑洞(BBH);然而,我们从引力波观测中得知大质量并合双黑洞是存在的。我们研究了X射线与引力波的观测选择效应在决定各自探测到的双星族性质方面所起的作用。我们发现,由于选择效应,可探测的HMXB与可探测的BBH形成于不同的红移和金属丰度,可探测HMXB形成的红移更低、金属丰度更高。我们还发现这些群体的质量分布存在差异,可探测并合BBH的前身星相比完整可探测HMXB群体倾向于更高的成员质量。在我们模拟的群体中,少于3%3\%的可探测HMXB含有>35M> 35M_{\odot}的黑洞。此外,我们发现可探测HMXB在哈勃时间内作为BBH系统并合的概率为0.6%\simeq 0.6\%。因此,当前观测到的HMXB无一被预测有高概率形成并合BBH也就不足为奇了。

关键词

引用

@article{arxiv.2210.01825,
  title  = {The Missing Link Between Black Holes in High-Mass X-ray Binaries and Gravitational-Wave Sources: Observational Selection Effects},
  author = {Camille Liotine and Michael Zevin and Christopher Berry and Zoheyr Doctor and Vicky Kalogera},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2210.01825},
  year   = {2023}
}

备注

ApJ, in press; 18 pages, 6 figures, 1 table