用脉冲星到达时间分析揭示脉冲星-双星黑洞三重系统的架构

大量轨道周期更长的双星黑洞（BBH）被认为作为近期引力波（GW）探测器发现的BBH并合的前身而存在。在我们之前的论文中，我们提出通过第三体绕行恒星的视向速度调制来搜寻此类三重系统中的BBH。如果第三体是一颗脉冲星，对其到达时间的高精度和高节奏观测能够对位于数kpc处、通过恒星视向速度无法触及的脉冲星–BBH三重系统作出明确刻画。本文表明，此类内BBH可通过短期R{\o}mer延迟调制识别，在我们的基准情形（由$20~M_\odot$ BBH和$1.4~M_\odot$脉冲星组成、$P_\mathrm{in}=10$天和$P_\mathrm{out}=100$天的三重系统）下其量级为$10$毫秒。如果也测得相对论时间延迟，则基本上可确定该三重系统的所有轨道参数。例如，若第三体脉冲星的轨道周期约为数天，此方法适用于轨道周期低至$\sim 1$小时的内BBH。轨道周期$\lesssim 1$小时的内BBH发射出可由包括LISA、DECIGO和BBO在内的未来天基GW任务探测的GW，而具有亚秒轨道周期的极短内BBH甚至可由现有地基GW探测器探测。因此，我们提出的方法学提供了一种补充技术，用于在不久的将来搜寻（若确实存在）三重系统中的内BBH。