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如果 LIGO 探测到的引力波被大质量星系团强透镜会怎样?

高能天体物理现象 2018-01-24 v2 宇宙学与河外天体物理 星系天体物理

摘要

受迄今为止双黑洞 (BBH) 引力波 (GW) 探测中所谓“重黑洞”占主导地位的现象,以及引力透镜在发现新星系群中持续发挥的作用的启发,我们探讨了引力波被大质量星系团强透镜的可能性。例如,如果其中一个引力波源实际上位于 z=1z=1,那么相关黑洞的静止质量将减少约 22 倍。基于已知的 BBH 引力波源种群和强透镜星系团,我们估计在 LIGO/Virgo 当前灵敏度下,每个探测器年探测到的多重成像 BBH 并合事件的保守下限为 Rdetect105yr1R_{\rm detect}\simeq10^{-5}{\rm yr}^{-1}。这相当于以 <4σ<\sim4\sigma 的置信度拒绝“迄今为止探测到的某个 BBH 引力波是多重成像的”这一假设。因此,某个引力波是多重成像的可能性很小但并非不可能。我们在 LIGO 第一次观测运行期间探测到的 BBH 引力波的 90%90\% 可信天区定位内,确定了三个具有光谱确认且质量模型约束良好的强透镜星系团。如果这些星系团中的一个对某个 BBH 引力波产生了多重成像,我们预测该引力波假想的下次出现中有 2060%20-60\% 可被 LIGO 探测到,并且它们将在首次探测后的三年内到达地球。

关键词

引用

@article{arxiv.1707.03412,
  title  = {What if LIGO's gravitational wave detections are strongly lensed by massive galaxy clusters?},
  author = {Graham P. Smith and Mathilde Jauzac and John Veitch and Will M. Farr and Richard Massey and Johan Richard},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1707.03412},
  year   = {2018}
}

备注

7 pages, 3 figures, accepted by MNRAS