Nonlinear Gravitational Recoil from the Mergers of Precessing Black-Hole Binaries
我们目前的结果从88进动，等质量的大自旋黑洞双星（83与内禀自旋0.8和5与内禀自旋0.9）的广泛研究，并使用这些数据来模拟新的非线性贡献的引力反冲赋予合并的黑洞。我们发现了一个新的效果，交叉踢，提高了反冲部分对齐的二进制超出hangup踢效果。这导致反冲大于2000 km/s的概率增加了近两倍，因此，黑洞从星系中被弹射出来的概率也增加了，在最近合并的星系核心中观察到大的微分红移/蓝移。
2014-01-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The merger history of primordial-black-hole binaries
作为暗物质的候选者，原初黑洞（PBH）由于可能是LIGO/Virgo观测到的重双星黑洞（BBH）的祖先而受到越来越多的关注。准确估计PBH双星的合并速率对于重建PBH双星的质量分布至关重要。指出了多核聚变堆的合并历史可能会改变多核聚变堆的合并率分布，这取决于多核聚变堆的质量函数。本文利用LIGO/Virgo O 1和O2观测运行中的10个BBH事件，通过考虑合并历史的影响来约束PBH的合并率分布。研究发现，第二次兼并对总兼并率的贡献是次显性的，因此兼并历史效应可以忽略不计。
2020-01-12 astro-ph.CO
Merger Rate Distribution of Primordial-Black-Hole Binaries
本文考虑所有原初黑洞及线性密度扰动的力矩，计算了一般质量函数下原初黑洞双星的并合率分布，并指出一维和二维分布对重构质量函数至关重要。
2018-07-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reconstruction of Primordial Power Spectrum of curvature perturbation from the merger rate of Primordial Black Hole Binaries
小尺度上的原初曲率扰动的性质还不清楚，而大尺度上的原初曲率扰动的性质已经通过对宇宙微波背景各向异性和大尺度结构的观测得到了很好的探索。本文提出了一种通过二元太初黑洞的合并率来重建小尺度上太初曲率扰动的方法，这种合并率可以由小尺度上的太初曲率大扰动来形成.
2021-02-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraining changes in the merger history of (P)BH binaries with the stochastic gravitational wave background
来自原始黑洞分布的黑洞双星可能会表现出大的合并率，直到大的红移。使用唯象模型的合并率，我们表明，其斜率的变化，红移$z\sim 4$，约束的随机引力波背景的振幅从LIGO/室女座O3运行的电流限制。这表明，随机背景约束的合并率大于单个事件视界的检测（$z\simeq 1$相同的检测器）的红移。此外，我们表明，陡峭的合并率的随机引力波信号在中频的形状不同于通常的$2/3$ IR标度。我们讨论了我们的模型的影响，为未来的实验在很宽的频率范围内，作为设计LIGO/Virgo阵列，爱因斯坦望远镜，LISA和PTA。此外，本发明还我们表明，i）随机背景和目前的合并率提供了同样的约束边界上的丰度PBH所产生的高斯分布的不均匀性和ii）退化的水平上的随机背景（即不同的合并历史导致类似的随机背景）可以通过考虑由未来的探测器（如爱因斯坦望远镜）从数量计数中对合并率的补充直接观测来打破。
2022-01-28 astro-ph.CO gr-qc
Unequal-mass boson-star binaries: Initial data and merger dynamics
本文将等质量致密双星的修正初始数据构造推广至任意质量比，有效避免了不等质量玻色星双星碰撞中的虚假伪影，并借此详细探讨了相位偏移对双星合并的影响。
2023-04-10 astro-ph.CO gr-qc
The merger rate of primordial-black-hole binaries
原始黑洞（PBH）长期以来一直是难以捉摸的暗物质（DM）的候选者，并且在~20-100 Msun的质量范围内仍然没有受到很好的限制。PBH双星最近被认为是LIGO第一次探测到的可能来源。在本文中，我们彻底重新审视现有的估计合并率的PBH二进制文件。我们计算的概率分布的PBH双星形成于宇宙早期，占潮汐扭矩的所有其他PBH，以及标准的大尺度绝热扰动。然后，我们检查是否在早期宇宙中形成的PBH双星的轨道参数可以显着影响之间的形成和合并。我们的分析估计表明，潮汐场的晕和与其他PBH的相互作用，以及由未绑定的标准DM粒子的动力学摩擦，不做显着的工作，也不扭矩PBH二进制文件。我们估计由于重子吸积的扭矩要比以前的计算弱得多，虽然可能大到足以显着影响典型的PBH双星的偏心率。我们还重新审视了PBH-二进制合并率产生的引力捕获在当今的晕，占泊松波动。如果在早期宇宙中形成的双星存活到现在，正如我们的分析估计所表明的那样，它们主导了PBH的总合并率。此外，如果多光子黑洞在暗物质中占很大比例，那么这个合并率将比LIGO目前的上限大几个数量级。因此，LIGO将限制约10-300兆太阳的PBH构成不超过约1%的暗物质。然而，为了使这一结论完全可靠，需要对几个复杂的天体物理过程进行数值研究-例如第一个PBH晕的形成以及它们如何影响PBH双星，以及气体吸积到极端偏心的双星上。
2018-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Merger rates in primordial black hole clusters without initial binaries
原始的黑洞通过宇宙密度波动的崩溃而形成，被假设为宇宙中暗物质含量的贡献者。与此同时，它们的合并可能有助于最近观察到的引力波源的数量。我们调查的情况下，原始黑洞形成双星在宇宙的后期。具体来说，我们重新审视合并的原始黑洞在小集群的~30个对象的初始双星的情况下。双星通过牛顿引力相互作用动态地形成。这些双星作为星系团的热源，增加了星系团的速度色散，这抑制了通过引力波两体捕获的直接合并。与此同时，紧密双星的三体相遇太罕见了，以至于无法使双星足够紧密，从而使它们通过引力波辐射合并。我们的结论是，在没有初始双星的情况下，Bird et al.（2016）初始星团配置中的原始黑洞的合并率至少比以前提出的低一个数量级，这使得引力波检测到这样的源是不可能的。
2020-06-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
Merger rate distribution of primordial black hole binaries with electric charges
考虑了开普勒轨道上带电荷电的质点双星的引力辐射和电磁辐射，并在考虑最近的原初黑洞的引力矩和电磁矩的情况下，计算了带荷和一般质量函数的原初黑洞双星的合并率分布.我们应用的形式主义的极端带电的情况下，发现$α=-(m_i+m_j)^2\partial^2 \ln {\cal R}(m_i,m_j)/\partial m_i \partial m_j=12/11$，这是独立的质量函数。
2020-08-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Merger Rate of Primordial Black Hole-Neutron Star Binaries in Ellipsoidal-Collapse Dark Matter Halo Models
原始黑洞作为暗物质的潜在宏观候选者，由于其随机分布，可以在暗物质晕中遇到其他致密天体。此外，与恒星质量黑洞-中子星（BH-NS）合并有关的引力波（GW）的探测提出了参与此类事件的黑洞可能具有原始起源的可能性。本文在椭球坍缩暗物质晕模型的框架下计算了PBH-NS双星的合并速率，并与球形坍缩暗物质晕模型的相应结果进行了比较。我们的研究结果表明，椭球坍缩暗物质晕模型可以潜在地放大合并率的PBH-NS二进制的方式，它是非常接近的范围估计的LIGO-Virgo观测。虽然球形坍缩暗物质晕模型不能证明PBH-NS合并事件与LIGO-Virgo合作报告的最新GW数据一致。此外，我们计算合并率的PBH-NS二进制作为PBH的质量和分数的函数范围内的椭球坍缩暗物质晕模型。结果表明，如果$f_{PBH}\simeq 1$的质量为$(M_{PBH}\le 5 M_{\odot}, M_{NS}\simeq 1.4 M_{\odot})$，则PBH-NS并合事件与LIGO-Virgo观测结果一致.我们还表明，至少有一个$(M_{PBH}\simeq 5 M_{\odot}, M_{NS}\simeq 1.4 M_{\odot})$事件的共动体积$1 Gpc^{3}$每年，椭球坍缩暗物质晕模型约束的PBH的丰度为$f_{PBH} \geq 0.1$。
2022-11-25 astro-ph.CO gr-qc
Eccentric black hole mergers and zoom-whirl behavior from elliptic inspirals to hyperbolic encounters
在数值相对论中，我们对非自旋的等质量和不等质量黑洞双星在一般偏心轨道上的参数进行了研究。所考虑的线性动量范围从圆形轨道的动量到该值的十倍。我们讨论了在双曲和椭圆区的变焦旋转行为的不同表现形式。双曲线数据集适用于动态捕获场景（例如在球状星团中）。椭圆区的演化对应于超大质量黑洞双星可能的终态。我们现场变焦旋转行为的偏心率低$e\sim0.5$，即在预期范围内的偏心率在大规模黑洞双星星系合并和双星星系中心附近。由此产生的重力波形揭示了丰富的结构，这将有效地打破参数空间中的退化，改善参数估计。
2012-09-18 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The merger rate of primordial black hole binaries as a probe of Hubble parameter
本文提出利用下一代引力波探测器获得的PBH双星红移质量与并合率分布，反演质量函数并约束背景宇宙学中的哈勃参数。
2024-05-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Compact Binary Merger Rate in Dark-Matter Spikes
本文计算球形与椭球形坍缩暗物质晕模型下暗物质尖峰中的致密双星并合率，发现椭球坍缩可增强并合率，且原初黑洞双星结果符合 LIGO-Virgo 观测。
2023-01-10 astro-ph.CO gr-qc
$r$-process nucleosynthesis in the early Universe through fast mergers of compact binaries in triple systems
晕星的表面丰度观测暗示了在低金属丰度（$\rm{[Fe/H]< -3}$）下发生的$r$过程核合成，可能发生在第一颗恒星形成后的第一个$10^8$年内。宇宙早期$r$过程核合成的可能位置是黑洞-中子星或中子星-中子星双星合并的喷出物。在这里，我们研究的倾斜-偏心率振荡引起的第三（如一颗星）的合并的时间尺度上的内部紧凑的物体双星的影响。我们的结果是高度敏感的假设的初始分布的内部二进制半长轴。分布与大多数宽紧凑的对象二进制的影响最大的第三个对象，导致在一个强大的增加（超过2倍）的分数快速合并。相反，如果分布优先填充非常接近的紧凑型双星，广义相对论岁差防止第三个机构增加内部的双星离心率非常高的值。在最后一种情况下，合并二进制文件的比例因第三个对象而增加得少得多，但即使没有第三个对象，在$10^8$ yr内合并的二进制文件的比例已经很高了。我们的研究结果提供了额外的支持，紧凑的对象合并的情况下，$r$过程核合成。
2018-04-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Imprint of the merger and ring-down on the gravitational wave background from black hole binaries coalescence
利用最近通过数值模拟（BH-BH）并合产生的混合波形，计算了（BH-BH）双星宇宙学布居产生的引力波背景（GWB），其中包括螺旋、合并和衰荡贡献.一个大样本的二进制系统模拟使用人口合成代码SeBa，我们提取基本的统计信息（BH-BH）的物理参数（初级和次级BH质量，轨道分离和偏心率，形成和合并的时间尺度）。然后，我们推导出的二进制的出生和合并率使用的理论宇宙恒星形成的历史，从一个数值研究，再现现有的观测数据在红移$z < 8$。我们评估的inspiral，合并和振铃信号的GWB的贡献，并讨论如何这些取决于参数的合并（BH-BH）系统的数量的严重影响。我们发现，先进的LIGO/处女座有机会检测GWB信号从螺旋相位与$(S/N)=10$只有最乐观的模型，它预测的最高本地合并率为0.85 Mpc $^{-3}$ Myr $^{-1}$。第三代探测器，如ET，可以揭示GWB从螺旋相位预测的任何考虑的模型。此外，ET可以至少对预测$[0.053 - 0.85]$ Mpc $^{-3}$ Myr $^{-1}$之间的局部合并率的模型的演变的合并阶段进行采样，该合并率比从LIGO S5运行\cite{Abadieetal2011}的分析中推断的上限低2倍以上。
2011-11-25 astro-ph.CO gr-qc
Lower bound on the primordial black hole merger rate
通过估计在早期宇宙形成和合并之间受到扰动的双星的最大比例，并计算扰动双星的保守合并率，我们得到了原始黑洞（PBH）双星合并率的下限。这意味着在$1-100 M_\odot$范围内对PBH丰度的稳健约束。我们进一步表明，LIGO/Virgo设计灵敏度有可能达到PBH质量范围的$10^{-2}-10^3 M_\odot$。合并率的扰动双星的约束是较强的，如果PBH最初的空间集群。
2020-02-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dynamical Evolution and Merger Time-scales of LISA Massive Black Hole Binaries in Disk Galaxy Mergers
激光干涉仪空间天线（LISA）将探测质量低于$10^7$ ~M $_{\odot}$的超大质量黑洞合并产生的引力波信号。因此，了解这些相对较轻的中心黑洞的轨道动力学是至关重要的，这些黑洞通常位于盘状星系中，以便对合并率进行可靠的预测。为此，现实的模拟探测BH动力学不等质量盘星系合并，进入和超越二进制硬化阶段，进行光滑粒子流体动力学和直接$N$体代码相结合。星系的结构特性和轨道的选择是一致的星系形成模拟的结果。恒星和暗物质的分布是三轴的，直到合并残余物的中心100 pc。在所有情况下，BH双星的形成和硬化时间尺度最多为1亿年，在另一个几百万年的时间尺度上合并，这取决于特征密度和轨道偏心率。总的来说，在两个星系合并完成后，BH双星的下沉不超过$\sim$ 0.5~Gyr，但对于非常倾斜的轨道来说可能会快得多。通过与以往在$z \sim 3$对大质量早型星系BH衰变过程的数值模拟结果的比较，我们证实了尽管宿主星系的结构多样性不同，但特征密度是决定BH合并时间尺度的最关键的参数。我们的研究结果奠定了强大的预测LISA事件发生率的合并BH的情况下的基础。
2018-07-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Enhanced cosmological perturbations and the merger rate of PBH binaries
LIGO/Virgo观测到的合并事件的速率可以用来探测原始黑洞形式的暗物质的$f$分数。在这里，我们考虑合并率的PBH双星，占其初始偏心率$e$的宇宙学扰动的效果。双星上的扭矩从广泛的尺度中获得了显着的贡献，从双星形成时的视界大小，到双星的共同移动大小。在PBH是由绝热扰动形成的情况下，很自然地期望在小尺度上功率谱$P_Φ$的增强，在那里它在观测上受到很差的约束。这样的效果可能相当显著。例如，振幅$P_Φ\gtrsim 10^{-7}$在小于$\sim 10 Mpc^{-1}$的尺度上的几乎平坦的谱给出了贡献$\langle j^2 \rangle \sim 10^3 P_Φ$，其中$j= (1-e^2)^{1/2}$是双星的无量纲角动量参数。对于任何$f$值，这种贡献都可以支配来自邻近PBH的潮汐扭矩。目前的限制允许在中间尺度$10^3-10^5 Mpc^{-1}$的$P_Φ\sim 10^{-5}$一样大的功率谱，相当于在形成时的二进制的共同移动的大小。特别是，这可以放宽目前的限制PBH丰度的基础上观察到的LIGO/室女座合并率，允许一个分数$f\sim 10\%$的暗物质在PBH的质量$\sim 30 M_\odot$。我们调查的差分合并率$ΔΓ(m_1,m_2)$，作为一个功能的二进制组件的质量，和相应的“普适性”系数$α= -(m_1+m_2)^2 \partial^2 …
2019-07-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The imminent detection of gravitational waves from massive black-hole binaries with pulsar timing arrays
最近对大质量星系的观测表明，它们的质量在红移z = 1和现在之间增加了一倍，大小增加了五倍，尽管经历了非常少的恒星形成，这表明星系合并驱动了演化。由于这些星系将包含超大质量黑洞，这表明黑洞合并率比之前预期的更大，因此引力波信号也比之前预期的更大。我们计算了合并驱动的质量函数的演化，发现合并速率比以前估计的高10到30倍，引力波比以前估计的强3到5倍，因此引力波信号可能已经可以用脉冲星定时阵列的现有数据检测到。我们还提供了一个解释与过去的估计，是基于暗物质晕模拟的分歧。
2012-11-19 astro-ph.CO gr-qc
Remnant Masses, Spins and Recoils from the Merger of Generic Black-Hole Binaries
我们得到的经验公式的最终残余黑洞的质量，自旋和反冲速度从合并黑洞二进制与任意质量比和自旋。我们的公式是基于质量比和自旋依赖性的后牛顿表达式的瞬时辐射能，线动量，角动量，以及ISCO结合能和角动量。不同项之间的相对权重由通过最近可用的完全非线性数值模拟的最小二乘拟合选择的幅度参数固定。这些公式可用于星系核和星系团的N体模拟以及超大质量黑洞的宇宙学生长的统计研究。作为一个例子，我们使用这些公式来获得一个普遍的自旋大小分布的合并黑洞和反冲速度分布的干和热/冷湿合并。我们也重新审视长期的轨道进动和共振，并讨论它们如何影响自旋分布之前的合并制度。
2010-04-20 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The cosmic merger rate density evolution of compact binaries formed in young star clusters and in isolated binaries
下一代地基引力波探测器将观测到红移达$z\gtrsim{}10$的双星黑洞合并，探测紧凑双星合并在宇宙时间内的演化。在这里，我们提出了一个新的数据驱动的模型来估计宇宙合并率密度（MRD）的演变CB的，通过耦合目录的CB合并与观测约束的宇宙恒星形成率密度和宇宙的金属丰度演化。我们采用目录CB合并来自最近的$N-$机构和人口合成模拟，描述的MRD的年轻星团（以下简称动态CB）和外地（以下简称孤立CB）中形成的CB。动态BBH的局部MRD为$\mathcal{R}_{\rm BBH}=64^{+34}_{-20}$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$，与LIGO-Virgo合作的第一次和第二次观测运行（O 1和O2）的90%可信区间一致，并与孤立BBH的局部MRD（$\mathcal{R}_{\rm BBH}=50^{+71}_{-37}$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$）一致。动态和孤立黑洞-中子星双星的局部MRD分别为$\mathcal{R}_{\rm BHNS}=41^{+33}_{-23}$和$49^{+48}_{-34}$ ~Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$.这两个值都与从O 1和O2推断的上限一致。最后，动态中子双星的局部MRD（BNS，$\mathcal{R}_{\rm BNS}=151^{+59}_{-38}$ Gpc $^{-3}$ …
2021-02-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Formation of primordial black hole binaries and their merger rates
本研究综述原初黑洞双星形成及并合率理论，重点分析宇宙早期形成的高偏心率双星与其他原初黑洞的相互作用对并合率的抑制效应，及该作用催生的硬双星族群在不同原初黑洞丰度下对并合率的贡献。
2024-09-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Simulating Binary Primordial Black Hole Mergers in Dark Matter Halos
本文模拟暗物质晕中双原初黑洞（PBH）演化及红移10内的并合率，考虑两体俘获和双星-单体相互作用通道，发现合理假设下后者并合率占优，推进了引力波事件约束PBH性质的理解并对未来探测做了预测。
2025-04-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Binary Black Holes population synthesis based on the current LVK observations
Oakland University（奥克兰大学）
基于LVK观测，研究双黑洞群体合成，发现黑洞可能源自恒星坍缩或分层合并，且幂律分布与分层合并的黑洞比例接近1:1。
2026-03-09 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Mergers of Unequal Mass Galaxies: Supermassive Black Hole Binary Evolution and Structure of Merger Remnants
银河系中心是超大质量黑洞（SMBH）的居住地。星系合并使SMBH靠近在一起，形成引力束缚的双星系统，如果能够在不到哈勃时间内合并，将是激光干涉仪空间天线（LISA）最有希望的引力波来源之一。在球形星系模型中，SMBH双星在大约1秒差距的距离处停止，导致“最终秒差距问题”（FPP）。另一方面，已经表明，在等质量合并中，合并引起的残余物的三轴性能够支持所谓的向心轨道上的恒星的恒定供应，这些轨道与双星相互作用，从而避免FPP。在本文中，使用一组直接N体模拟合并的初始球对称星系具有不同的质量比，我们表明，合并引起的三轴性是能够驱动不等质量SMBH二进制合并。二元硬化率很高，并且在很宽的质量比q范围内仅微弱地依赖于SMBH的质量比。硬化率显着较高的星系有陡峭的尖点相比，那些在中心浅杯。二进制SMBH的演变导致合并残留物的中心相对较浅的内斜坡。在合并过程中被SMBH双星转移的恒星质量是SMBH双星合并质量的1-5倍。质量为~百万太阳质量的SMBH双星的合并时间小于1Gyr，质量在SMBH质量上端（~十亿太阳质量）的小偏心双星的合并时间为1- 2Gyr，而大偏心双星的合并时间小于1Gyr。因此，SMBH双星有望成为低红移和高红移的引力波源。
2012-02-09 astro-ph.CO
Observing complete gravitational wave signals from dynamical capture binaries
我们评估了高偏心致密双星的引力波信号的可探测性。我们使用一个简单的模型来描述这些系统的螺旋、合并和振铃。该模型是基于映射的二进制到一个有效的单黑洞系统所描述的克尔度规，从而包括某些相对论效应，如变焦旋转型行为。由此产生的测地线源四极辐射，反过来，在其耗散效应下演变。在光环，我们附加一个合并模型，以前开发的准圆形合并，但也表现良好的偏心合并，几乎没有修改。我们应用这个模型来确定这些源的初始，增强，和先进的LIGO在整个参数空间的nonspinning近距离捕获紧凑型二进制的可探测性。我们的结论是，如果这些系统存在于自然界中，绝大多数将错过传统的突发搜索或准圆形波形模板在先进的检测器时代。必须开发其他方法，例如偏心模板，或者更实际的是堆叠过剩功率搜索，以避免丢失这些来源。这些系统在最初的LIGO数据分析中也经常被遗漏。因此，以前的零符合结果与检测到的伽马射线暴不能排除的可能性，符合引力波信号从偏心双星。
2013-02-11 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The cosmic merger rate of stellar black hole binaries from the Illustris simulation
黑洞双星的宇宙合并率密度可以为我们提供一个重要的线索，以限制BHB的形成渠道，根据目前和即将到来的引力波的检测。采用Monte Carlo方法，将新的BHB粒子数合成模型与Illustris宇宙学模拟相结合，研究BHB合并的宇宙历史。我们探讨六个人口合成模型，不同的处方超新星，共同的信封，和出生踢。在大多数模型中，宇宙BHB合并率与宇宙恒星形成率遵循相同的趋势。宇宙BHB合并率的正常化在很大程度上取决于共同包络的处理和出生踢的分布。我们发现，大多数BHB合并在LIGO的仪器视界来自相对贫金属的祖先（<0.2 Zsun）。合并BHB的总质量跨越了很大的范围，从~6到~82 Msun。在我们的基准模型中，与GW 150914、GW 151226和GW 170104一致的合并BHB分别占LIGO视界内合并的所有BHB的6%、3%和12%。重系统，如GW 150914，来自贫金属祖细胞（<0.15 Zsun）。大多数在本地宇宙中合并的类GW 150914系统似乎是在高红移时形成的，具有很长的延迟时间。相比之下，类似GW 151226的系统在整个宇宙历史中形成并融合，来自具有广泛金属丰度的祖先。未来的探测将是至关重要的，以限制共同的信封，对出生踢，并对BHB质量功能。
2017-08-18 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Busting Up Binaries: Encounters Between Compact Binaries and a Supermassive Black Hole
考虑到银河系中心附近的恒星密度，紧凑型双星和超大质量黑洞之间的近距离相遇是一个合理的发生。我们目前的结果从近1300万这样的遭遇的数值研究。与以前的研究相一致，我们证实，潮汐破坏的黑洞的二进制系统，组件的二进制保持绑定到孔的偏心率~ 0.97和circularizes显着的时候，它进入经典的LISA带。我们的研究结果还表明，人口的幸存双星值得关注。这些双星系统的内部轨道参数受到扰动，可能会产生有趣的观测结果。我们研究了生存参数空间的区域，并估计了相遇后轨道参数的分布。我们发现幸存的双星变硬，它们的离心率增加，从而加速了它们的合并，由于引力辐射发射，并增加了预测的合并率高达1%。
2015-01-26 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Determining the progenitors of merging black-hole binaries
本文研究了一种通过引力波（GW）信号确定黑洞合并前体的可能方法。我们认为，测量的GW事件与重叠的星系目录的交叉相关性，可以提供一个额外的工具，以确定BH合并跟踪宇宙的恒星质量，因为预计从合并的端点的恒星演化。另一方面，如果黑洞是原始起源的，就像最近提出的那样，它们的合并将优先由低偏差的物体主持，因此与发光星系的互相关性较低。在这里，我们预测了当前和未来的GW探测器，如LIGO和爱因斯坦望远镜的互相关测量的预期精度。然后，我们预测如何以及这些仪器可以区分模型，确定高质量的BH-BH合并作为合并的原始黑洞，构成宇宙中的暗物质从更传统的天体物理学来源。
2016-05-04 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The Post-Merger Magnetized Evolution of White Dwarf Binaries: The Double-Degenerate Channel of Sub-Chandrasekhar Type Ia Supernovae and the Formation of Magnetized White Dwarfs
Ia型超新星（SNe Ia）作为可测量的宇宙学蜡烛发挥着至关重要的作用，尽管它们的祖先的性质是一个积极研究的主题。最近的观测和理论工作指出合并的白矮星双星，称为双简并通道，可能是某些Ia型超新星的祖先系统。此外，最近的理论研究表明，未能引爆的合并可能会产生磁化的快速旋转的白矮星。在本文中，我们提出了第一个多维模拟合并后的白矮星双星的演变，包括磁场的影响。在这些系统中，两颗白矮星在动力学时间尺度上完成了最终的合并，并被潮汐破坏，产生了一个快速旋转的白矮星合并，周围环绕着一个热日冕和一个厚的，差速旋转的圆盘。磁盘是非常容易受到磁旋转不稳定性（MRI），我们证明，这导致了一个最初的动态弱磁场在磁盘中的快速增长，自旋下降的白矮星合并，并随后中央点火的白矮星合并。此外，这些磁化模型表现出在白矮星合并的先前流体动力学研究中不存在的新特征，包括在热盘中MRI湍流的发展，携带盘质量的显著部分的磁化流出，以及白矮星合并的磁场强度$\sim 2 \times 10^8$ G。我们讨论了我们的研究结果的起源，拱星介质，并观察到的Ia超新星和磁化白矮星的属性的影响。
2013-09-03 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Inpainting to search for premerger massive black hole binaries in realistic LISA datasets
Institute of Cosmology & Gravitation, University of Portsmouth（宇宙学与引力研究所，朴茨茅斯大学）
本文探讨了在LISA数据集中应用预并合搜索检测大规模黑洞双星的挑战，比较了零延迟滤波方法与首次应用的修补技术，展示了在数据间隙存在时仍能有效识别预并合信号的能力。
2026-10-12 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Impact of dark matter spikes on the merger rates of Primordial Black Holes
本研究分析暗物质尖峰对原初黑洞双星并合率的影响，发现其可增可减并合率，并基于LVK数据给出PBH占比约束，表明影响比预期复杂。
2023-12-21 astro-ph.CO hep-ph
Accelerating Compact Object Mergers in Triple Systems with the Kozai Resonance: A Mechanism for "Prompt" Type Ia Supernovae, Gamma-Ray Bursts, and Other Exotica
白矮星-白矮星（WD-WD）和中子星-中子星（NS-NS）合并可能分别产生Ia型超新星和伽马射线暴（GRB）。一个普遍的问题是如何产生半长轴足够小的双星，以显着小于哈勃时间（t_H），从而适应观察，这些事件密切关注恒星形成的插曲。我探讨的可能性，这样的系统是不是在所有的二进制，但实际上coeval，或动态形成，三重系统。第三纪在内部双星中引起Kozai振荡，将其驱动到高偏心率，并减少其引力波（GW）合并的时间尺度。这种效应显著增加了二元周期P的允许范围，使得合并时间为t_merge < t_H。原则上，如果P ~ 300天的双星系双星包含一个倾角足够大的太阳质量第三系，那么它们可以在<tH时合并。对于逆行第三系，使得t_merge < t_H的最大P更大。相比之下，在没有三级的情况下需要P < 0.3天。我讨论了这些发现的影响，通过紧凑的对象二进制合并形成的瞬态生产。根据统计的太阳型双星，我认为，许多这样的双星应该在三重系统的影响下的Kozai共振。如果为真，则修改对来自各个源的mHz GW信号、漫射背景和GW实验（如LISA）的前景的预期。这项工作激发了未来的研究的三元组系统的A，B和O星，和新类型的搜索WD-WD二进制三元组系统。
2011-07-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Massive black hole binaries: dynamical evolution and observational signatures
大质量黑洞对在合并过程中的动力学演化研究在等级星系形成的背景下是至关重要的。黑洞二进制的形成和合并的时间尺度仍然约束不足，导致在电磁波和引力波频谱中检测到的大质量黑洞二进制的预期速率存在很大的不确定性。在这里，我们回顾了目前的理论认识的黑洞配对星系合并，特别注意最近的发展和开放的问题。我们的结论与审查的预期观测签名的大规模的二进制文件，并在文献中讨论的候选人。
2011-11-02 astro-ph.CO
Formation and Evolution of Primordial Black Hole Binaries in the Early Universe
由于早期宇宙中形成的原初黑洞双星的合并速率很大，质量范围为$0.1 - 10^3 M_\odot$的原初黑洞的丰度可以通过引力波观测来检验。为了把后者的估计更坚实的基础上，我们首先推导出分析PBH合并率一般PBH质量函数，同时施加一个最小的初始共动距离之间的二进制和PBH最接近的，为了挑选只有初始配置的二进制不会被打乱。然后，我们研究的PBH二进制文件的形成和演变前重组进行N体模拟。我们发现，潮汐扰动2体系统的基础上的分析估计强烈高估了目前的合并率时，PBH包括所有的暗物质，因为大多数初始的双星被周围的PBH破坏。这主要是由于在物质辐射相等时形成了紧凑的N体系统。然而，如果PBH只占暗物质$f_{\rm PBH} \lesssim 10\%$的一小部分，这些估计就变得更加可靠。在这种情况下，LIGO观测到的合并率对质量范围为$2 - 160 M_\odot$的PBH丰度施加了最强的约束。最后，我们认为，即使大多数初始PBH双星受到扰动，在早期宇宙中形成的双星的当前BH-BH合并速率也大于$\mathcal{O}(10)\,{\rm Gpc}^{-3} {\rm yr}^{-1}\, f_{\rm PBH}^3$
2019-02-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
