跨越宇宙时间制造黑洞双星的星团
星系天体物理
2019-03-20 v2 高能天体物理现象
摘要
我们探索了可能是密近双星中恒星黑洞配对摇篮的致密星团的性质。我们结合球状星团形成的宇宙学模型与黑洞双星动力学组装和演化的解析描述，以约束哪些类型的星团最有可能形成紧到能在哈勃时间内并合的双星。我们发现，被抛射并随后在团外并合的黑洞双星形成于特征质量 M_cl ~ 10^{5.3} M_⊙ 的星团，而在团内并合的双星形成于更高质量的星团，M_cl ~ 10^{5.7} M_⊙。主导黑洞双星产生的星团在年龄和金属丰度上与整体星团族相似。最后，我们利用给定金属丰度下每个星团的平均黑洞质量估算动力学组装双星的近似宇宙黑洞并合率。我们发现 z=0 处内禀率为 ~6 Gpc yr^{-1}，向外至 z=1.5 并合率弱增加，随后向外至 z=4 减小。我们的结果可用于为星团中组装的黑洞双星数值研究提供宇宙学背景并选择初始条件。
引用
@article{arxiv.1809.01164,
title = {The star clusters that make black hole binaries across cosmic time},
author = {Nick Choksi and Marta Volonteri and Monica Colpi and Oleg Y. Gnedin and Hui Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.01164},
year = {2019}
}
备注
15 pages, 12 figures. Updated to match ApJ accepted version. Minor edits to text relative to v1