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GW150914形成于何时何地?

高能天体物理现象 2016-09-07 v2

摘要

近期LIGO探测到的引力波(GW150914)可能源自两个 30M\sim 30 M_\odot 黑洞的并合,这暗示前身星具有低金属量([Z/Z]0.3[Z/Z_\odot] \lesssim 0.3),从而限制了GW150914前身星可能形成的时间和地点。我们结合宇宙时间内星系性质(金属量、恒星形成率和并合率)的估计,预测了低红移黑洞-黑洞并合率作为当前宿主星系质量 MgalM_{\rm gal} 和前身系统形成红移 zformz_{\rm form} 的函数,针对不同的前身金属量 ZcZ_{\rm c}。在 Zc=0.1ZZ_{\rm c}=0.1 Z_\odot 时,信号由 zform2z_{\rm form}\simeq 2 的大质量星系中的双星主导,矮星系中 zform0.5z_{\rm form}\simeq 0.5 形成的双星贡献很小。对于 Zc=0.01ZZ_{\rm c}=0.01Z_\odot,快速并合是可能的,且矮星系中非常近期的恒星形成可能占主导。来自并合大质量黑洞的额外引力波探测将提供对质量-金属量关系及高红移大质量恒星形成的约束。

关键词

引用

@article{arxiv.1605.08783,
  title  = {When and where did GW150914 form?},
  author = {Astrid Lamberts and Shea Garrison-Kimmel and Drew Clausen and Philip Hopkins},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1605.08783},
  year   = {2016}
}

备注

5 pages, 3 figures. accepted in MNRAS Letters, comments welcome