最低密度矮星系中长寿命中等质量黑洞双星的潜力

质量在$10^4 - 10^6$ $M_{\odot}$范围内的中等质量黑洞并合预计会产生引力波，这些引力波可被激光干涉空间天线以高信噪比探测到，红移可达20。中等质量黑洞并合预计发生在矮星系内，然而，其动力学、时标以及对宿主的影响在很大程度上尚未被探索。在先前的研究中，我们考察了中等质量黑洞如何在有核的矮星系中配对并并合。在有核宿主中的中等质量黑洞演化非常高效，在几亿年内形成双星系统并合并。尽管拥有核星团的矮星系（$10^7$ M$_{\odot} \leq$ $M_{\star} \leq 10^{10}$ M$_{\odot}$）的比例在60-100%之间，但对于较低质量的矮星系（$M_{\star}\approx 10^7$ M$_{\odot}$），这一比例下降到20-70%，在低密度环境中下降最为显著。在这里，我们通过执行直接$N-$体模拟来扩展我们先前的研究，探索在假设中等质量黑洞存在于这些矮星系中的前提下，中等质量黑洞在无核矮星系内的动力学和演化。令我们惊讶的是，尽管许多中等质量黑洞达到了高偏心率$e \sim 0.7-0.95$，但我们的模拟套件中没有一个中等质量黑洞在哈勃时间内并合。我们得出结论，无核矮星系中心极低的恒星密度环境无法提供足够的恒星与中等质量黑洞双星相互作用，导致其停滞，尽管三轴性和高偏心率是驱动双星合并的常见手段。我们的发现强调了考虑所有详细的宿主性质以预测LISA的中等质量黑洞并合率的重要性。