Four eccentric mergers increase the evidence that LIGO--Virgo--KAGRA's binary black holes form dynamically
引力波探测到的越来越多的紧凑双星合并包含了多个事件，这些事件很难通过孤立的双星演化来解释。这些事件具有比孤立双星更高的质量，组件的自旋倾斜角不一致，和/或不可忽略的轨道偏心率。我们调查的62个二元黑洞候选人的轨道偏心率从第三个引力波瞬态目录的LIGO-Virgo-KAGRA合作与对齐的自旋，中等偏心率的波形模型。在这个框架内，我们发现，这些事件中至少有四个显示出显着的支持偏心率$e_{10} \geq 0.1$在引力波频率的$10$ ~Hz（$> 60\%$的可信度，在一个对数均匀偏心率之前，跨越范围$10^{-4} < e_{10} < 0.2$）。这些事件中有两个是新增加的群体：GW 191109和GW 200208_22。如果这四个古怪的候选者真的是古怪的，我们的结果表明，人口稠密的星团可能产生100%的观测到的合并。然而，它仍然可能是其他形成环境与偏心合并的收益较高-例如，活动星系核-也作出了贡献。我们估计，我们将能够自信地区分形成通道占主导地位的偏心合并率后，$\gtrsim 80$探测事件与$e_{10} \geq 0.05$在LIGO-处女座的灵敏度，只有$\sim 5$可检测偏心事件需要区分形成通道与第三代引力波探测器。
2022-10-06 astro-ph.HE
Progenitors of binary black hole mergers detected by LIGO
简要讨论了在LIGO O1科学运行期间探测到的大质量近距离双星黑洞的可能形成机制，这些黑洞可以在哈勃时间合并产生强大的引力波爆发。这些途径包括从低金属丰度大质量双星演化、球状星团的动力学形成和原始黑洞。讨论了LIGO GW 150914和LTV 151012事件的低有效黑洞自旋。人口合成计算的预期自旋和啁啾质量分布的标准场大规模的二进制形成通道不同的金属丰度（从零金属人口III星太阳金属丰度）。我们的结论是，合并的双黑洞可以包含来自不同的形成渠道，歧视之间的质量和自旋测量正在进行的和未来的引力波观测统计数据的增加，可以作出。
2017-02-26 astro-ph.HE
Black hole - black hole total merger mass and the origin of LIGO/Virgo sources
LIGO-Virgo-KAGRA（LVK）合作组织报告了近100次BH-BH合并。LVK提供了这些合并的速率、质量、有效自旋和红移的估计。然而，合并的形成渠道仍然不确定。搜索形成位点的一种方式是将检测到的BH-BH合并的性质与BH-BH合并形成的不同模型进行对比。我们的研究旨在探讨总的BH-BH合并质量和红移的演变在建立引力波源的起源的有用性。我们发现，平均内在BH-BH总合并质量显示出异常不同的行为模型，我们采用我们的分析。在局域宇宙（z=0）中，平均合并质量从CE双星演化通道和疏散星团形成通道的Mtot，int= 25 Msun，到稳定RLOF双星通道的Mtot，int= 30 Msun，再到球状星团通道的Mtot，int= 45 Msun.这些差异在更大的红移时更加明显。然而，当考虑LVK O3探测器灵敏度时，这些差异会减小。与LVK O3数据的比较表明，尽管BH-BH质量和红移存在较大的误差，但我们采用的模型都不能与数据相匹配。我们强调，我们的结论来自一小部分6个模型，这些模型受到许多已知的不确定性的影响。我们还注意到，BH-BH合并可能起源于几个渠道的混合，其他（比这里采用的）BH-BH形成渠道可能存在。
2022-08-16 astro-ph.HE
A Triple Origin for the Heavy and Low-Spin Binary Black Holes Detected by LIGO/Virgo
我们探讨的质量，合并率，偏心率，并通过Lidov-Kozai机制驱动合并的第三个同伴的字段二进制黑洞的自旋。使用人口合成的方法，我们模拟创建恒星质量的黑洞三倍在一系列不同的初始条件和恒星金属丰度。我们发现，生产的三重介导的合并是在低金属丰度提高了约100倍，由于较低的黑洞出生踢和减少恒星质量损失。这些三重黑洞自然会产生有效自旋接近于零的重双黑洞，这与迄今为止观察到的大多数合并一致。这一过程在本机宇宙中产生的合并速率在2 ~ 25 Gpc^-3 yr^-1之间，表明Lidov-Kozai机制有可能解释Advanced LIGO/Virgo观测到的所有低自旋、重黑洞合并。最后，我们表明，三重承认一个独特的偏心率和自旋分布，这将使这个模型在不久的将来进行测试。
2018-08-06 astro-ph.HE
Comparison of LIGO/Virgo upper limits with predicted compact binary merger rates
我们比较了目前的LIGO/室女座双紧凑物体体积合并率的上限与我们的理论预测。我们的乐观模型比总质量为50-70 Msun的大质量BH-BH系统的现有上限低3倍，这表明观测灵敏度的小幅增加可能会带来第一次探测。LIGO/Virgo引力波观测站目前正在升级到先进的设计灵敏度。如果检测到相当大的BH-BH双星群体，这个群体的最大总双星质量将区分两个一般家庭的共同包络模型。如果没有检测到双星，新的上限将提供有关环境和物理过程的天体物理学有用信息（例如，主星系的金属丰度或BH出生踢）对包含黑洞的双星的形成至关重要。对于NS-NS系统，我们预测的速率比当前上限低3个数量级;即使先进仪器达到其设计灵敏度（距离因子为10倍，体积因子为1，000倍），也不能保证检测到NS-NS系统。然而，我们注意到，尽管我们预测的NS-NS合并率与来自银河系NS-NS双星和短GRB的估计一致，但它们处于这些经验估计的偏低。
2014-01-22 astro-ph.HE
An Updated Galactic Double Neutron Star Merger Rate Based on Radio Pulsar Populations
按照Pol等人描述的程序，我们更新了银河系双中子星（DNS）合并率，包括新的，高度偏心的DNS系统J0509+3801（林奇等人）。这导致了一个新的银河系DNS合并率为$\mathcal{R}_{\rm MW} = 37^{+24}_{-11}$ Myr $^{-1}$，其中误差代表90%的置信区间。Advanced LIGO的相应DNS合并检测率为$\mathcal{R} = 1.9^{+1.2}_{-0.6} \times \left( D_{\rm r} / 100 \ \rm Mpc \right)^3 \rm yr^{-1},$，其中$D_{\rm r}$为范围距离。使用130 Mpc的LIGO O3距离（Abbott等人），我们预测LIGO在O3灵敏度下每年将探测到3到7次DNS合并。
2020-02-06 astro-ph.HE
Outliers in the LIGO Black Hole Mass Function from Coagulation in Dense Clusters
先进的LIGO O3a运行目录最近已经发布，其中包括几个具有意外质量特性的事件，包括在较低和较高质量间隙中具有单个质量的合并，以及二元组分之间具有异常小质量比的合并。在这里，我们考虑的可能性，这些离群值是分层合并的结果黑洞或中子星的密集环境中的球状星团。利用凝聚方程研究了典型星系团中黑洞质量函数的演化。我们的处方使我们能够监测各种全球量如何随时间变化，例如集群中紧凑物体的总质量和数量，其整体合并率，以及通过失控过程形成中等质量黑洞的概率。通过考虑LIGO观测偏差，我们预测了合并事件的分布相对于各种变量，如个别质量M1和M2，它们的比值q和红移z，我们比较我们的预测与公布的O3a数据。我们研究这些分布如何依赖于合并率和喷射参数，并使用O5运行的未来数据集对模型参数进行（严格）约束预测。最后，我们还考虑了一个静态通道的存在，没有凝血产生合并事件旁边的动态通道，发现这两个可以区分的基础上合并质量分布与未来的O5数据。
2021-08-01 astro-ph.HE
Hierarchical Black Hole Mergers in Active Galactic Nuclei
LIGO/Virgo发现的恒星质量黑洞合并的起源仍然未知。在这里，我们表明，如果迁移陷阱中的活动星系核（AGN）的\add{accretion}磁盘的发展，并促进其俘虏黑洞的合并，磁盘内的大多数黑洞将进行分级合并-其中一个黑洞是残留的前一次合并。LIGO/Virgo探测到的活动星系核协助的合并中，有40%将包含一个质量为$\gtrsim 50$ M $_\odot$的黑洞，这是恒星核心坍缩的质量极限。在活动星系核的陷阱中，层级合并将显示出与双星轨道轴（反）对齐的黑洞自旋，这是与其他层级通道不同的特性。我们的结果是暗示性的，虽然不是确定的（比值比为$\sim 1$），LIGO迄今为止最重的合并，GW 170729，可能起源于这个通道。
2019-09-30 astro-ph.HE
Compact Binary Merger Rates: Comparison with LIGO/Virgo Upper Limits
我们比较进化预测的双紧凑对象合并率密度与初始和即将到来的LIGO/室女座上限。我们发现：（i）由于先进探测器的宇宙学范围，目前将人口合成预测转换为合并率密度的方法是不够的。(ii)我们的乐观模型比BH-BH系统的初始LIGO/Virgo上限低18倍，这表明观测灵敏度的适度增加（2.5倍）可能会带来第一次探测或第一次引力波对双星演化的限制。(iii)恒星起源的大规模BH-BH合并应该在高级LIGO/Virgo中占主导地位，并且可以通过包括螺旋，合并和环降的模板检测到红移z=2。正常恒星（<150 Msun）可以产生这样的合并，总红移质量高达400 Msun。(iv)高黑洞出生踢可以严重限制大质量BH-BH系统的形成（无论是在孤立的双星还是在动态致密星系团演化中），因此即使在完全先进的LIGO/Virgo灵敏度下，也无法检测到这些系统。我们发现，低和高的黑洞出生踢是允许目前的观测电磁约束。(v)我们的大多数模型都能用先进的探测器探测到所有类型的合并（NS-NS，BH-NS，BH-BH）。许多大规模的BH-BH合并检测将表明小（如果有的话）大规模BH的出生踢。
2016-03-27 astro-ph.HE gr-qc
Monte-Carlo simulations of black hole mergers in AGN disks: Low $χ_{\rm eff}$ mergers and predictions for LIGO
超大质量黑洞周围的吸积盘是用LIGO探测到的恒星质量黑洞合并的有希望的地点。在这里，我们提出的蒙特卡罗模拟的黑洞合并的1-D AGN盘模型的结果。对于盘体中的自旋分布，关键发现是：（1）$χ_{\rm eff}$的分布自然地以$\tildeχ_{\rm eff} \approx 0.0$为中心，（2）$χ_{\rm eff}$分布的宽度对于低出生自旋是窄的。对于盘体质量分布，主要发现有：（3）质量比$\tilde{q} \sim 0.5-0.7$，（4）盘体最大合并质量为$\sim 100-200M_{\odot}$，（5）盘体合并的$\sim 1\%$涉及BH $>50M_{\odot}$，（6）盘体合并的$\simeq 80\%$是第一代BH对。此外，在一个迁移陷阱的合并增长IMBH与典型的合并质量比$\tilde{q}\sim 0.1$。LIGO对黑洞$>10^{2}M_{\odot}$的持续探测对活动星系核盘中迁移陷阱的存在（以及活动星系核盘的密度和结构）以及活动星系核盘的平均寿命都有很大的限制。如果活动星系核盘的寿命相对较短（$\leq 1$ Myr），那么这个通道的合并率最高，因此在哈勃时间内每个星系核可以发生多个活动星系核事件。
2020-04-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
On the Assembly Rate of Highly Eccentric Binary Black Hole Mergers
在这封{ \it Letter}中，我们计算了由双星-单星相互作用引起的高偏心双星黑洞（BBH）合并的分数。使用的$N$体代码，包括后牛顿修正条款，我们表明，$\gtrsim 1\%$的所有BBH合并导致从这个通道将有一个偏心率$e>0.1$时，进入LIGO频段。由于大多数形成在球状星团的BBH合并是通过三体相遇组装的，我们认为这种相互作用很可能主导LIGO检测到的高偏心率BBH合并的人口。高偏心事件的相对频率可能最终有助于限制BBH合并的天体物理起源。
2017-03-28 astro-ph.HE
Time-dependent stellar-mass binary black hole mergers in AGN disks: Mass distribution of hierarchical mergers
本文通过Monte Carlo模拟探究AGN盘中随时间演化的双黑洞并合与层级并合质量属性，发现其能很好解释LIGO/Virgo探测到的极端质量比与重组分并合事件。
2022-03-08 astro-ph.HE
The Possible Electromagnetic Counterparts of the First High-Probability NSBH Merger LIGO/Virgo S190814bv
LIGO/Virgo S190814 bv是第一个高概率中子星-黑洞（NSBH）合并候选者，其引力波（GW）于2019年8月14日21：10：39.012957 UT触发LIGO/Virgo探测器。它有一个概率$>99\%$是一个NSBH合并，与低误报率（FAR）的1每1.559e+25年。对于NSBH合并，通常预期会出现电磁对应物（特别是短伽马射线暴（GRB））。然而，在广泛的后续观测活动中没有发现电磁对应物。在目前的工作中，我们提出了一个新的解释，这个无效的结果。在我们的场景中，LIGO/Virgo S190814 bv只是真正NSBH合并的GW镜像，应该在2015年9月14日之前检测到，但当时我们无法检测到其GW信号。与真正的NSBH合并相关的电磁对应物应该在2015年9月14日之前的存档数据中找到。在这项工作中，我们确实找到了9个短伽玛暴作为可能的电磁对应物。
2020-05-30 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
On stellar-mass black hole mergers in AGN disks detectable with LIGO
LIGO可探测到的黑洞合并可以发生在活动星系核（AGN）盘中。在这里，我们参数化的合并率，质量谱和黑洞（BH）在活动星系核盘的自旋谱。预测的合并率跨越$\sim 10^{-4}-10^{4} \rm{Gpc}^{-1} \rm{yr}^{-1}$，所以LIGO（$<212\rm{Gpc}^{-1}\rm{yr}^{-1}$）的上限已经限制了它。预测的质谱具有由预先存在的BH幂律质谱和合并产生的更硬的幂律质谱组成的破幂律的形式。预测的自旋谱是多峰的逆行自旋BH的气体盘的演变起着关键作用。我们概述了这个通道的每个LIGO观测值的大的不确定性，我们讨论了在未来可以约束它们的方法。
2018-01-30 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Evidence for primordial black hole dark matter from LIGO/Virgo merger rates
到目前为止，LIGO/Virgo合作已经观测到或限制了不同类别紧凑物体的引力合并率。我们认为，这些合并的大部分是原始黑洞（PBH）合并的PBH在QCD时代形成的整个暗物质的可能性。在一篇配套论文中表明，由于在早期宇宙中形成的初始二元人口的合并可能是可以忽略不计的，我们计算了典型PBH所在的PBH集群中当前的合并率。我们考虑两种情况：（i）由QCD状态方程决定的PBH质量函数和（ii）由暴胀微扰谱中存在的峰决定的PBH质量函数。在第一种情况下，这基本上是参数免费的，我们很好地再现了合并率重黑洞，合并率的质量不对称的黑洞，如GW 190814，最近发现的合并的23 $M_{\odot}$黑洞与$2.6M_{\odot}$对象，可以自然地解释为什么LIGO/处女座尚未观察到合并的两个轻PBH从占主导地位的$\sim 1\,M_{\odot}$ PBH人口。在第二种情况下，它有一些参数的自由，我们很好地匹配所观察到的重PBH的速率，但目前不能解释质量不对称事件的速率。无论哪种情况，在这两种情况下，用最少的假设得出的PBH合并率与LIGO/Virgo观测到的大多数合并率非常匹配，这是诱人的。
2020-07-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Advanced LIGO Constraints on Neutron Star Mergers and R-Process Sites
通过结合银河系中Eu的恒星丰度观测、星系化学演化（GCE）模拟、双星布居合成模型和高级LIGO引力波测量，研究了致密双星合并作为r过程元素主要产生场所的作用.我们汇编并回顾了最近的七个GCE研究，以提取中子星-中子星（NS-NS）合并的频率，这是为了重现所观察到的[Eu/Fe]与[Fe/H]的关系。我们使用我们简单的化学演化代码来探索不同的分析延迟时间分布（DTD）函数对NS-NS合并的影响。然后，我们结合我们的金属依赖的人口合成模型与我们的化学演化代码，使他们的预测，为NS-NS合并和黑洞-中子星合并，到GCE的背景下。最后，我们将我们的结果与宇宙恒星形成历史进行了卷积，以提供与当前和即将到来的高级LIGO测量的直接比较。当假设NS-NS合并是唯一的r-过程站点，并且每个合并事件的喷射r-过程质量为0.01 Msun时，GCE研究中所需的NS-NS合并的数量比标准人口合成模型预测的大约大10倍。这两个不同的领域只能是相互一致的，当假设乐观的利率，大规模的NS-NS合并喷出物，和低铁产量的大质量恒星。粒子数合成模型和GCE模拟与Advanced LIGO在第一次观测中建立的上限（O 1）一致。即将到来的测量将提供重要的限制实际本地NS-NS合并率，将提供洞察力的GCE要求的可扩展性，并将有助于定义是否紧凑的二进制合并可以在宇宙中的r-过程元素的主要来源。
2017-02-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Search for Eccentric Binary Neutron Star Mergers in the first and second observing runs of Advanced LIGO
我们提出了一个搜索合并的双中子星的引力波，有不可忽略的偏心率，因为他们进入LIGO观测波段。我们使用的是2015年至2017年期间的公共Advanced LIGO数据，其中包含LIGO-Hanford和LIGO-Livingston重合观测时间的$\sim164$天。使用PyCBC工具包使用匹配过滤进行检索。我们发现没有显着的二元中子星候选人超过GW 170817，这是以前报道的搜索双星在圆形轨道。我们把90%的上限$\sim1700$合并$\textrm{Gpc}^{-3} \textrm{Yr}^{-1}$偏心$\lesssim 0.43$在主导模式的引力波频率为10赫兹。没有检测到这些数据是一致的偏心双星中子星合并率的理论预测。使用我们测量的速率，我们估计未来的引力波探测器的敏感体积，并将其与理论速率预测进行比较。我们发现，在没有事先检测的情况下，宇宙探测器6个月的观测所设定的速率限制将限制所有目前合理的偏心双中子星形成模型。
2019-12-19 astro-ph.HE gr-qc
Constraints on LIGO/Virgo Compact Object Mergers from Late-time Radio Observations
本研究利用澳大利亚SKA探路者的观测数据搜寻LIGO/Virgo致密天体并合的射电余辉，未确认对应体，据此在给定能量范围和喷流参数假设下约束了并合的倾角与周密度，并探讨了毫央斯基巡天的余辉探测能力。
2025-03-19 astro-ph.HE
Global Stellar Budget for LIGO Black Holes
LIGO-Virgo引力波探测器观测到的双黑洞合并提出了两个主要挑战：（i）如何从恒星过程中产生这些大质量的黑洞;（ii）如何使它们足够接近，以便在宇宙年龄内合并？我们推导出一个基本的约束关系的二进制分离和可用的恒星预算在宇宙中产生所观察到的黑洞合并。我们发现，$\lesssim 14\%$的整个预算有助于所观察到的合并率的$(30 + 30)~\mathrm{M}_\odot$黑洞，如果分离是周围的直径，其祖星。此外，升级后的LIGO探测器和第三代引力波探测器预计不会在高红移处发现恒星质量的黑洞合并。从LIGO对对不稳定质量隙（$60-120~\mathrm{M}_\odot$）中黑洞合并的强约束出发，我们发现所有大质量恒星中的$\lesssim 0.8\%$对该质量隙中的剩余黑洞数有贡献.我们推导出的分离$-$预算约束提供了一个强大的框架，用于测试恒星双星黑洞的形成方案。
2019-10-21 astro-ph.HE gr-qc
Prospects about X- and gamma-ray counterparts of gravitational wave signals with INTEGRAL
通过外推第一次LIGO科学运行期间的探测数量，预计在即将到来的LIGO处女座科学运行中，来自二元黑洞合并的引力波信号将达到十分之一。从紧凑的二元合并事件中找到电磁对应物将是一项重大成就。我们评估了INTEGRAL上当前宽视场X射线和伽马射线望远镜找到此类对应物的能力，这要归功于端到端的模拟，用于估计可以跟踪和/或检测的源的比例。
2017-11-08 astro-ph.HE
Binary Black Hole Mergers from Globular Clusters: Implications for Advanced LIGO
预测的双黑洞从星系场合并的速度可以在几个数量级上变化，并且对恒星演化的假设非常敏感。但在球状星团等致密恒星环境中，二元黑洞通过众所周知的引力相互作用形成。在这封信中，我们研究了黑洞双星的形成，在广泛收集的现实球状星团模型。通过将这些模型与观测到的银河系和河外球状星团进行比较，我们发现动态形成的双星合并可以以每年约100的速度被检测到，这可能主导了双星黑洞合并的速度。我们还发现，大多数星团形成的双星比它们的场形成的双星质量更大，这表明先进的LIGO可以识别某些双星起源于致密的恒星环境。
2015-12-21 astro-ph.HE gr-qc
Spin of LIGO/VIRGO merging black holes as the result of binary evolution
最近发现的引力波爆发提供了一个很好的机会，以验证目前的看法，近距离双星的演化。现代的星族合成计算机程序有助于研究从两颗主序星到致密残骸形成的演化过程。为了计算黑洞（BH）合并的前身的演化，我们使用了“场景机器”代码。该模型描述了BH+BH并合系统的演化过程，表明了现代双星演化模型和基于该模型的星族合成模型的合理性，讨论了BH并合中可能的自旋值，并给出了BH并合中BH分量自旋值不同的论据（低旋转+低旋转，低旋转+高旋转，高旋转+高旋转）。我们预测，$\geq 50\%$ BH合并起源于孤立的二元演化应具有自旋的BH接近零（低自旋+低自旋）。高达$\approx$ 10%的黑洞并合能够由两个自旋接近1（高自旋+高自旋）的黑洞组成，这样的双星的前身可能是两个伽马射线暴的源。自旋接近1的黑洞可能是由一颗快速旋转恒星坍缩形成的两个黑洞合并而成的，这两个黑洞伴随着一个长伽马射线暴和/或一个引力波爆发，与两个黑洞残余的双星合并相比，其能量较小。
2018-11-06 astro-ph.HE
Implications of recoil kicks for black hole mergers from LIGO/Virgo catalogs
LIGO/Virgo合作的第一和第二个引力波瞬态目录包括$50$确认的合并事件，来自第一，第二和第三次观测运行的前半部分。我们计算反冲踢的分布赋予合并残余物和估计其保留概率在各种天体物理环境中的最大祖自旋（$χ_{\rm max}$）的函数，假设LIGO/处女座二进制黑洞（BBH）合并催化的动态组装在一个致密的星团。我们发现，对于$0.1$，$0.3$，$0.5$，$0.8$的最大祖自旋，平均反冲分布分别在$150$ km s $^{-1}$，$250$ km s $^{-1}$，$350$ km s $^{-1}$，$600$ km s $^{-1}$附近达到峰值.只有逃逸速度为$\gtrsim 100$ km s $^{-1}$的环境，如在银河系核星团以及最大质量的球状星团和超级星团中发现的那样，才能有效地保留LIGO/室女座BBH人口的合并残余，即使是低祖先自旋（$χ_{\rm max}=0.1$）。在高祖先自旋（$χ_{\rm max}\gtrsim 0.5$）的情况下，只有质量最大的核星团才能保留合并产物。我们还发现，如果GW 170729，GW 190412，GW 190519和GW 190620的祖先是中等自旋（$χ_{\rm max}\gtrsim 0.3$），而GW 190517的祖先是快速自旋（$χ_{\rm max}\gtrsim 0.8$），则可以再现有效自…
2021-01-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Electromagnetic Counterpart of the Binary Neutron Star Merger LIGO/VIRGO GW170817. V. Rising X-ray Emission from an Off-Axis Jet
本文报道了中子星（BNS）合并事件GW 170817的X射线辐射上升现象。这是第一次探测到引力波源发射的X射线。钱德拉X射线天文台（CXO）在合并后t~2.3天获得的观测结果表明，没有明显的辐射，L_x<= 3.2 × 10^38 erg/s（各向同性当量）。持续监测显示存在随时间变亮的X射线源，在合并后约15.1天达到L_x \sim 9 x 10^39 erg/s。我们解释这些研究结果的上下文中的各向同性和准直相对论流出（轴上和轴外）。我们发现，射电观测的宽频带X射线与相对论性喷流的发射是一致的，其动能E_k约为10^49-10^50 erg，离轴观察时θ_obs约为20-40 deg。我们的模型倾向于环双星的密度n~ 0.0001-0.01 cm-3，这取决于微物理参数λ_B=10^{-4}-10 ^{-2}。X射线的发射不太可能来自中央发动机。未来X射线观测在$t\gtrsim 100$天，当目标将再次观察到与CXO，将提供额外的约束，以解决模型退化和测试我们的预测。我们对theta_obs的推断可以用Advanced LIGO/Virgo观测到的GW 170817双星倾角的引力波信息进行检验。
2017-10-16 astro-ph.HE
Fermi GBM follow-up of LIGO-Virgo binary black hole mergers -- detection prospects
费米-伽马射线暴监测器观测到了一个1秒长的伽马射线信号（GW 150914-GBM），该信号在双星黑洞合并GW 150914的第一次引力波探测后0.4秒开始。GW 150914-GBM与短伽马射线暴起源一致;然而，由于低伽玛射线通量和费米-GBM的不利位置的组合，无法明确声明这两个信号的物理关联。在这里，我们回答以下问题：如果GW 150914和GW 150914-GBM是关联的，有多少LIGO-Virgo双黑洞合并费米-GBM必须跟进，以检测第二个来源？为了回答这个问题，我们进行模拟观测的二元黑洞合并与LIGO-Virgo和采用不同的方案，从文献中的伽马射线发射。我们计算了LIGO-Virgo探测到的模拟双星黑洞合并数与Fermi-GBM探测到的伽马射线对应物数的比值，以及BBH与GRB的比值。这里考虑的大多数模型预测BBH与GRB的比率在5到20的范围内，但对于乐观的情况，可以低至2或悲观的假设高达700。因此，我们预计，第三次观测运行，其高比率的二进制黑洞检测和假设的联合检测的情况下，将提供强有力的约束所提出的模型。
2019-07-11 astro-ph.HE gr-qc
Compact object binary mergers driven by cluster tides: a new channel for LIGO/Virgo gravitational wave events
LIGO/Virgo探测到的双星黑洞（BH）和中子星（NS）合并产生的引力波激发了人们对双星起源的兴趣。致密的恒星系统-球状星团和核星团-是致密天体双星形成和向合并演化的天然场所。在这里，我们探索了一个新的渠道，在集群中的二进制合并的生产，在该集群的潮汐场secularly驱动器的二进制高偏心率（即使在没有一个中心的大质量黑洞），直到引力波发射变得重要。我们采用最近发展的长期理论的集群潮汐驱动的二进制演化计算目前的合并率BH-BH，NS-BH和NS-NS的二进制，不同的集群潜力和中心浓度的二进制人口（但忽略集群的演变和恒星飞越现在）。与其他机制不同的是，这种新的动态通道可以产生大量的合并到几个pc的集群中心距离。对于NS-NS双星，我们发现合并率的范围$0.01-0.07$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$从球状星团和$0.1-0.2$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$从尖形核集群。对于NS-BH和BH-BH双星，我们发现小的合并率从球状星团，但$0.1 - 0.2$ Gpc $^{-3}$年$^{-1}$的速率从尖核集群，有助于观察到的LIGO/室女座率在百分之几的水平。因此，集群潮汐驱动的合并构成了一个新的渠道，可以进一步探索与当前和未来的引力波探测器。
2019-08-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Effect of Pair-Instability Mass Loss on Black Hole Mergers
两个起源于恒星的黑洞的合并是引力波的主要来源，并且正在进行深入的研究。到目前为止，他们建模中的一个关键因素被忽视了。对不稳定脉动超新星伴随着严重的质量损失可能会抑制大质量黑洞的形成，降低最高黑洞质量的黑洞合并率。与对不稳定脉动超新星相关的质量损失将星族I/II恒星起源的黑洞质量限制在50 Msun，与早期预测的最大黑洞质量可能高达100 Msun相矛盾。对不稳定脉动超新星对双黑洞合并速率的抑制对于我们的演化通道是可以忽略的。我们的标准演化模型，包括对不稳定脉动超新星和对不稳定超新星是完全一致的LIGO探测到的黑洞合并：GW 150914，GW 151226和LVT 151012。LIGO的观测似乎排除了高（>400 km/s）的BH出生踢。我们预测在未来60天的LIGO O2观测中，将探测到几个最多60个总质量为10- 150 Msun（最可能的范围：20- 80 Msun）的BH-BH合并。
2016-07-11 astro-ph.HE
Searching for gravitational waves from compact binary mergers powering long gamma-ray bursts during LIGO-Virgo-KAGRA's O3 run
Monash University（莫纳什大学）；OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery（引力波发现ARC卓越中心）；Princeton University（普林斯顿大学）；University of Cambridge（剑桥大学）
本文基于LIGO-Virgo-KAGRA O3运行数据，研究双中子星和中子星-黑洞并合事件与长持续伽马射线暴的关联，通过分析Fermi和Swift探测器的数据，排除了引力波信号的证据，并对长持续伽马射线暴的亮度距离设定了限制。
2026-02-05 astro-ph.HE gr-qc
A Multiwavelength Study of the Massive Colliding Wind Binary WR 20a: A Possible Progenitor for Fast-Spinning LIGO Binary Black Hole Mergers
WR 20 a是我们银河系中已知的最大的近距离双星。它由两颗$\approx$ 80 M的沃尔夫-拉叶星组成，短周期为$\approx$ 3.7天，位于疏散星团Westerlund 2。因此，WR 20 a为我们提供了一个独特的实验室，用于研究目前不确定的双星演化和致密天体形成的物理学，以及研究大规模食双星系统中的风碰撞区域。我们使用深钱德拉观测WR 20 a研究的时间变化的风碰撞区域之间的两个沃尔夫-拉叶星，并能够产生一个X射线光变曲线覆盖$\approx$ 2/3的轨道周期。我们发现X射线光变曲线是不对称的，因为一个峰的通量比另一个峰的通量大2.5 $σ$。这种不对称性可能是由两颗恒星的不对称质量损失造成的，或者是由于系统异常快速的旋转而导致的风碰撞区域的不平衡。与TESS和ASAS-SN测量的光学光变曲线相比，X射线光变曲线在相空间中也发生了移动。此外，我们探讨了最终的命运，这个系统的建模所产生的二元黑洞合并预计在两颗恒星的生命结束。我们的结论是，这个系统将演变为一个代表的子人口的LIGO祖先的快速旋转的二元黑洞合并事件。
2022-12-05 astro-ph.HE
A "nu" look at gravitational waves: The black hole birth rate from neutrinos combined with the merger rate from LIGO
我们预测测量黑洞出生率从弥漫超新星中微子背景（DSNB）未来的中微子实验，并限制黑洞合并分数$ε$，结合信息的引力波实验，如LIGO的黑洞合并率。DSNB起源于宇宙中所有超新星发射的中微子，预计由两种成分组成：来自中子星形成超新星的中微子，以及来自黑洞形成“unnovae”的更高能量的次主导成分。我们进行马尔可夫链蒙特卡罗模拟数据的DSNB在类似于超神冈的实验分析，专注于这第二个组成部分。由于所有关于超新星中微子发射的知识都来自于对坍缩恒星的模拟，我们选择了两组先验：一组是对超新星有很好的理解，另一组是对它们的中微子发射知之甚少。通过将DSNB的黑洞出生率与LIGO的黑洞合并率的预计测量值相结合，我们表明，经过十年的超神冈实验，在$3 σ$置信度下，导致今天观测到的二元合并的黑洞比例$ε$可以被限制在$2 \cdot 10^{-4} \leq ε\leq 3 \cdot 10^{-2}$范围内。
2017-07-21 astro-ph.HE hep-ph
Stellar-mass black holes in young massive and open stellar clusters V: comparisons with LIGO-Virgo merger rate densities
我研究了年轻的大质量星团（YMC）和疏散星团（OC）的贡献，今天的内在合并率密度的动态组装的双黑洞（BBH）。BBH合并事件率是基于Banerjee（2021）提出的一组65个最先进的星团演化模型估计的。这些相对论直接多体计算模型包含了最新的恒星质量损失和残余物形成成分。合并事件率是通过构建宇宙的星团人口来获得的，从模型中，考虑到星团的质量分布和宇宙恒星的形成和富集历史，根据观测。模型BBH合并率密度的范围从一个悲观的参考值$0.5{\rm~yr}^{-1}{\rm Gpc}^{-3}-37.9{\rm~yr}^{-1}{\rm Gpc}^{-3}$，LIGO室女座般的探测器地平线。参考率很好地容纳BBH合并率密度估计GWTC-1和GWTC-2合并事件目录。计算模型还产生差分BBH合并率密度，同意合理的GWTC-1，以及，更受约束的GWTC-2。这些结果表明，在YMCs和OC的动力学相互作用，在原则上，单独解释BBH合并率密度及其对合并的二元属性的依赖，推断从迄今为止的引力波（GW）事件。还研究了由计算模型得到的并合率密度的宇宙演化。该模型预测的速率$\approx5{\rm~yr}^{-1}{\rm Gpc}^{-3}$偏心LIGO-Virgo合并从YMC和OC。随着GW事件的增加，对BBH合并率密度的限制将有助于限制整个宇宙时间内恒星团簇形成的场景，以及各种紧凑的二元合并通道的…
2021-02-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
1-OGC: The first open gravitational-wave catalog of binary mergers from analysis of public Advanced LIGO data
我们提出了第一个开放的引力波目录（1-OGC），通过使用先进的LIGO的第一次观测运行的公共数据来搜索紧凑的对象二进制合并。我们的分析是基于新的方法，提高了信号和噪声之间的分离匹配滤波器搜索引力波合并的紧凑的对象。在我们的目录中，三个最重要的信号对应于双星黑洞合并GW 150914，GW 151226和LVT 151012。我们假设一个共同的人口的二进制黑洞这三个信号，通过定义一个区域的参数空间，这是符合这些事件。在这个假设下，我们发现LVT 151012有97.6%的可能性是天体物理起源。没有发现其他重要的双黑洞候选者，我们也没有观察到任何重要的双中子星或中子星-黑洞候选者。我们提供完整的事件目录，包括候选人的亚阈值人群。
2019-02-27 astro-ph.HE gr-qc
Binary neutron star formation and the origin of GW170817
第一个中子星-中子星合并是由LIGO/Virgo在一个星系中发现的，该星系中的大多数恒星形成发生在很久以前（11 Gyr）。LIGO/Virgo估计局部宇宙NS-NS合并速率为110-3840 Gpc^-3 yr^-1。只有一些极端的演化模型才能产生与LIGO/Virgo估计一致的旧宿主星系的NS-NS合并率。然而，我们发现，这些模型产生的利率超过经验银河系NS-NS合并率的基础上，银河系NS-NS二进制的大人口。通常情况下，目前的进化模型产生的NS-NS合并率与银河系的经验率是一致的。然而，这些模型在旧的宿主星系中产生的局部宇宙NS-NS合并率低于LIGO/Virgo的估计。这种紧张局势背后的原因是预测的恒星形成和NS-NS合并之间的延迟时间分布，有利于短延迟。演化模型产生一个通用的陡峭的幂律NS-NS延迟时间分布。这限制了旧宿主星系的NS-NS合并率。然而，我们发现，这种分布是一致的银河系NS-NS双星的观察，其中50%显示非常长的合并时间（比哈勃时间长得多）。一旦模型分布与银河系盘中连续延长（10 Gyr）的恒星形成相卷积，那么20-70%（取决于模型）的预测NS-NS人口有很长的银河系合并时间。虽然NS-NS双星主要是以短延迟时间形成的，但许多短延迟时间的系统合并并没有到达现在，而长延迟时间的系统则幸存下来，并为目前的银河系NS-NS人口做出贡献。这项研究强调了当前的演化预…
2018-12-25 astro-ph.HE
The Electromagnetic Counterpart of the Binary Neutron Star Merger LIGO/VIRGO GW170817. VI. Radio Constraints on a Relativistic Jet and Predictions for Late-Time Emission from the Kilonova Ejecta
利用甚大阵（VLA）和阿塔卡玛大毫米/亚毫米阵（ALMA）对GW 170817进行了射电观测。GW 170817是第一个激光干涉仪引力波天文台（LIGO）/室女座引力波（GW）中子星合并事件，也是第一个与电磁引力波（EM）事件相对应的GW事件。我们的数据包括在厘米（$13.7$小时合并后）和毫米（$2.41$天合并后）波段发现光学瞬态后的第一次观测。我们在合并后的19.47和39.23天检测到6 GHz的微弱发射，但在2.46天的早期观测中没有。我们没有检测到厘米/毫米发射的光学对应物的位置在频率为10-97.5 GHz的时间范围从0.6至30天后合并，排除了轴上短伽玛射线暴（SGRB）的能量$\gtrsim 10^{48}$尔格。对于基准SGRB参数，我们的限值要求观察者视角为$\gtrsim 20^{\circ}$。无线电和X射线的数据可以共同解释为余辉发射从SGRB与喷流能量的$\sim 10^{49}-10^{50}$ erg，爆炸在一个均匀的密度环境与$n\sim 10^{-4}-10^{-2}$ cm $^{-3}$，从喷流轴的角度$\sim 20^{\circ}-40^{\circ}$。使用我们的光变曲线和光谱建模的结果，结合环双星密度的推断，我们预测了在$\sim 5-10$年的时间尺度上从千诺瓦（KN）喷出物的减速中出现的晚期无线电发射，这将在几十年内用下一代无线…
2017-10-16 astro-ph.HE
Constraining accretion efficiency in massive binary stars with LIGO-Virgo black holes
LIGO-Virgo黑洞（BH）样本的不断增长为研究大质量双星演化开辟了新的视角。在这里，我们研究的质量吸积效率和共同的包络对二进制BH（BBH）合并的性质的影响，通过人口合成模拟。我们模型的质量吸积效率与参数$f_{\rm MT}\in[0.05,1]$，它代表的质量损失的分数从施主有效地吸积的同伴。较低的$f_{\rm MT}$值导致较低的BBH合并速率密度，并产生向较低BH质量倾斜的质谱。我们的分层贝叶斯分析，适用于BBH合并在第一和第二引力波瞬态目录，产生零支持值的$f_{\rm MT}\lesssim{}0.6$，与99\%的可信区间的下限等于$f_{\rm MT}= 0.59$。这一结果适用于我们在本研究$α_{\rm CE} \in [1,10]$中考虑的所有公共包络效率参数值。这证实了引力波数据可以用来限制几个不确定的双星演化过程。
2021-12-05 astro-ph.HE
The Electromagnetic Counterpart of the Binary Neutron Star Merger LIGO/VIRGO GW170817. VII. Properties of the Host Galaxy and Constraints on the Merger Timescale
我们介绍了NGC 4993的性质，GW 170817的宿主星系，第一个引力波（GW）事件合并的一个双中子星（BNS）系统和第一个电磁（EM）对应。我们使用档案测光和新的光学/近红外成像和光谱，连同恒星人口合成模型来推断宿主星系的全球性质。我们推断恒星形成的历史达到高峰，在$\gtrsim 10$陀螺前，随后的指数下降导致低电流的恒星形成率为0.01 M $_{\odot}$年$^{-1}$，我们转换成一个二进制合并时标概率分布。我们发现合并时间的中位数为$11.2^{+0.7}_{-1.4}$ Gyr，$6.8-13.6$ Gyr的置信范围为90%。这反过来又表明了$\approx 4.5$ R $_{\odot}$的初始双星分离，与银河系BNS系统的推断值相当。我们还使用新的和存档的$Hubble$ $Space$ $Telescope$图像来测量$2.1$ kpc（0.64 $r_{e}$）的光学对应物从NGC 4993中心的投影偏移，并将$M_{r} \gtrsim -7.2$ mag限制在任何预先存在的发射上，这排除了球状星团光度函数的较亮的一半。最后，年龄和偏移的系统表明，它经历了适度的出生踢的上限$\sim 200$公里秒$^{-1}$。未来GW对BNS合并的$-$ EM观测将能够测量它们的种群延迟时间分布，这将直接告知它们作为宇宙中$r$过程富集的主要来源的可行性。
2017-10-16 astro-ph.HE
A New Search Pipeline for Compact Binary Mergers: Results for Binary Black Holes in the First Observing Run of Advanced LIGO
在本文中，我们报告了一个新的和独立的管道，用于分析公共数据的第一次观测运行的先进LIGO紧凑的二进制系统的合并。该流水线结合了不同的技术，并在其所有阶段（包括搜索设计、构造模板库的方法、检测坏数据段的自动例程）做出独立的实现选择（“毛刺”）并将良好的数据与之隔离，说明检测器噪声的非平稳性质的过程，单检测器级的信号质量否决和组合多检测器结果的方法。我们的管道使我们能够在公开的LIGO数据中识别新的二元黑洞合并GW151216。本文作为管道的重要阶段的鸟瞰图。各个阶段的全部细节和推导将出现在随附的论文中。
2019-03-19 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
A Highly Spinning and Aligned Binary Black Hole Merger in the Advanced LIGO First Observing Run
我们在公开的LIGO首次观测运行（O1）数据发布中报告了一个新的二元黑洞合并。在我们开发的新的独立分析管道中，在检测器帧啁啾质量范围$\mathcal{M}^{\rm det} \in [20,40]M_\odot$中，该事件的反向误报率为每六年一次。我们对该事件是天体物理起源的概率的最佳估计是$P_{\rm astro} \sim 0.71\, .$。估计的事件的物理参数表明，它是两个大质量黑洞的合并，$\mathcal{M}^{\rm det} = 31^{+2}_{-3}\,M_\odot$与一个有效的自旋参数，$χ_{\rm eff} = 0.81^{+0.15}_{-0.21}$，使这成为迄今为止报道的最高自旋合并。它也是迄今为止观测到的两个红移最高的合并之一。合并的高自旋支持了合并的双黑洞可以通过双恒星演化产生的假设。
2019-03-19 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Ancestral Black Holes of Binary Merger GW190521
GW 190521是迄今为止LIGO/Virgo发现的质量最大的黑洞合并，质量与恒星演化模型存在矛盾。对如此重的黑洞的一种可能的解释是，它们本身就是较轻的黑洞先前合并的残余物。在这里，我们估计了GW 190521的祖先黑洞的质量，假设它是以前合并的最终产物。我们发现，最重的父黑洞的质量为$62^{+21}_{-19}$ M $_\odot$（90%可信水平）。我们发现78%的概率，它是在$50$ M $_\odot-120$ M $_\odot$质量差距，这表明它也可能是以前的合并的最终产品。因此，我们还计算了GW 190521的“祖父”黑洞的预期质量分布，假设它们存在。祖先黑洞质量可能是确定LIGO/Virgo/KAGRA最重黑洞起源的另一块拼图。
2022-01-24 astro-ph.HE
Anatomy of a slow merger: dissecting secularly-driven inspirals of LIGO/Virgo gravitational wave sources
LIGO/Virgo探测到的数十个紧凑物体合并提出了一个关键的理论问题：最初宽的双星如何足够快地收缩，以便能够在哈勃时间内通过引力波（GW）辐射合并？一类有希望的答案涉及一些外部潮汐扰动长期驱动的二进制偏心率。这种扰动可能是由于第三质点的存在而产生的，在这种情况下，系统表现出Lidov-Kozai（LK）动力学，或者它可以源于双星轨道所在的星团的潮汐场。虽然这些长期的潮汐驱动机制已被彻底研究的情况下，没有GW的排放，当GW包括动力学行为仍然是不完全理解。在本文中，我们认为紧凑的对象二进制驱动合并通过高偏心率激发（双平均，测试粒子四极水平）集群潮汐-其中包括LK驱动的合并作为一个特例-包括广义相对论进动和GW排放的影响。我们第一次提供了一个分析的理解不同的演化阶段的二进制的半长轴，长期振荡的时间尺度，和相空间结构的合并。我们的结果将告知未来的人口合成计算紧凑的对象二进制合并从分层三元组和星团。
2022-07-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Gravitational-wave detection rates for compact binaries formed in isolation: LIGO/Virgo O3 and beyond
使用模拟进行人口合成代码MOBSE，我们计算的合并率密度和检测率的紧凑的二进制合并形成隔离的第二代和第三代引力波探测器。我们估计利率是如何影响的关键恒星物理参数，即共同的包络演变和出生踢的不确定性。我们估计未来的升级将如何增加合并事件的可用目录的大小，我们讨论的合并率密度，将成为第三代探测器访问的功能。
2019-10-03 astro-ph.HE gr-qc
Insights into the Milky Way pulsar--black hole population using radio and gravitational wave observations
LIGO-Virgo探测到的两次NS-BH合并首次直接证实了宇宙中存在这种类型的系统。这些发现也暗示了脉冲星-黑洞（PSR-BH）系统的存在。在本分析中，我们利用当前无线电调查中未检测到任何PSR-BH系统来估计银河系中向地球发射的$\sim$ 150 PSR-BH二元系统的95%上限。这对应于LIGO-Virgo网络合并检测率的95\%上限为$\mathcal{R}_{\rm LIGO} = 7.6$ ~yr $^{-1}$，其范围距离为100~Mpc，这与LIGO-Virgo得出的速率一致。此外，我们首次使用LIGO-Virgo的合并检测率估计来预测银河系中可检测的PSR-BH系统的数量。我们发现在银河系中存在$\left< N_{\rm obs, NSBH, e} \right> = 2^{+5}_{-1}$和$\left< N_{\rm obs, NSBH, p} \right> = 6^{+7}_{-4}$可探测的PSR-BH系统，分别对应于LIGO-Virgo估计的基于事件和基于人口的合并探测率。我们估计的概率检测这些PSR-BH系统与目前的无线电脉冲星调查，表明阿雷西博PALFA调查有最高的概率检测PSR-BH系统，而最近委托和计划的望远镜调查几乎保证检测到这些系统之一。最后，我们讨论了检测PSR-BH系统的障碍，以及如何在未来克服这些障碍。
2021-09-09 astro-ph.HE
Realtime search for compact binary mergers in Advanced LIGO and Virgo's third observing run using PyCBC Live
Advanced LIGO和Advanced Virgo的第三次观测运行发生在2019年4月至2020年3月之间，产生了数十个引力波候选者，其中许多现在已被公布为可靠的探测。第三次观测的一个关键要求是快速识别和公开报道紧凑的双星合并，这使得电磁和中微子观测站能够进行大规模的后续观测活动。PyCBC Live是一种基于频域匹配滤波的紧凑二进制合并的低延迟搜索，已在第二次和第三次观测运行期间使用，以及其他低延迟分析，以从LIGO和Virgo获取的数据中生成这些快速警报。本文描述并评估了第二次观察运行后对PyCBC Live所做的改进，这些改进定义了第三次观察运行期间的操作和性能。
2022-02-01 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Electromagnetic Signatures of Neutron Star Mergers in the Advanced LIGO Era
包含中子星和恒星质量黑洞的双星合并是未来几年内由干涉仪Advanced LIGO和Virgo直接探测引力波的最有希望的来源。同时探测到这些事件的电磁辐射将大大提高这些发现的科学回报。本文综述了中子星双星合并过程中不同阶段电磁信号和多波长电磁信号的模拟研究现状。我们专注于这些观测提供了最灵敏的诊断合并物理和贡献的快速中子捕获（$r$ -过程）在银河系中的元素的合成。我们还概述了这一快速发展的领域的观测和理论方面的预期未来发展。
2015-12-17 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
AGN flares as counterparts to LIGO/Virgo mergers: No confident causal connection in spatial correlation analysis
本文通过空间相关性分析研究AGN耀发与LIGO/Virgo并合事件的关联，利用78次并合事件的后验样本和似然方法，得出无置信因果关联的结论，并给出关联比例上限0.155。
2025-01-03 astro-ph.HE
2-OGC: Open Gravitational-wave Catalog of binary mergers from analysis of public Advanced LIGO and Virgo data
我们提出了第二个开放的引力波目录（2-OGC）的紧凑的二元聚并，从先进的LIGO的第一次和第二次观测运行的完整的公共数据集。我们还首次搜索了处女座天文台的公共数据。我们的搜索的灵敏度受益于更新的候选事件的排名方法，包括非平稳检测器噪声和不同的网络灵敏度的影响，在一个单独的有针对性的二进制黑洞合并搜索，我们也施加了二进制组件质量的先验分布。我们确定了一个人口的14个二元黑洞合并事件的天体物理起源的概率$> 0.5$以及二元中子星合并GW 170817。我们确认了先前报道的事件GW 170121，GW 170304和GW 170727，还报道了GW 151205，一个新的边缘双黑洞合并，其主要质量为$67^{+28}_{-17}\,\mathrm{M}_{\odot}$，可能是通过分层合并形成的。我们没有发现额外的显着的双中子星合并或中子星-黑洞合并事件。随着我们对潜在种群的理解的发展，为了更深入地跟踪，我们提供了我们全面的事件目录，包括候选者的亚阈值种群和来自30个最重要的二元黑洞候选者的参数推断的后验样本。
2020-03-02 astro-ph.HE gr-qc
Radio Afterglows from Compact Binary Coalescences: Prospects for Next-Generation Telescopes
对中子星合并产生的引力波（GW 170817）的探测，标志着时域天文学新时代的到来。对合并产生的无线电发射的监测，包括高分辨率无线电成像，使得能够测量合并的性质，包括能量学和倾角。在这项工作中，我们比较了当前和未来的引力波设施的无线电设施的灵敏度的能力，以量化的前景检测无线电余辉的引力波事件。我们认为三个观察策略，以确定未来的合并-宽场后续行动，目标星系合并本地化和深入监测已知的同行。我们发现，虽然计划中的无线电设施，如平方公里阵列，将能够检测合并在千兆秒差距的距离，没有设施是足够敏感的检测合并在拟议的第三代引力波探测器，将在2030年开始运行的范围。
2021-05-19 astro-ph.HE
Formation and merging of Mass Gap Black Holes in Gravitational Wave Merger Events from Wide Hierarchical Quadruple Systems
我们调查长期演化的分级四重系统作为一个形成通道的质量间隙黑洞（与质量约$3-5$ $M_{\odot}$）的系统，最终将导致双黑洞合并可检测的地面引力波探测器（LIGO/室女座）。我们发现，在一个3+1的分级系统中，两个事件的诱导合并将首先导致两个中子星合并，并形成一个质量隙黑洞，随后将合并与另一个（更大的）黑洞通过第二次诱导合并。我们证明，这样的系统是稳定的飞掠，它们的形成将预测一个高质量比和偏心合并的质量间隙黑洞与一个更大质量的黑洞同伴。这样的形成通道可以解释观测到的引力波事件，例如最近发现的LIGO/Virgo事件S190814 bv和S190924 h。
2019-12-02 astro-ph.HE
A Search for Binary Black Hole Mergers in LIGO O1-O3 Data with Convolutional Neural Networks
Harvard University（哈佛大学）；The NSF AI Institute for Artificial Intelligence and Fundamental Interactions（美国国家科学基金会人工智能基础相互作用研究所）；Faculty of Arts and Sciences Research Computing, Harvard University（哈佛大学本科研究院计算研究部）；Center for Astrophysics — Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森天体物理中心）
本研究利用卷积神经网络在LIGO O1-O3数据中检测双黑洞并合事件，实现了低延迟的引力波探测和多信使天文观测。
2026-01-27 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
The impact of common envelope development criteria on the formation of LIGO/Virgo sources
不稳定罗氏瓣溢出（RLOF）的治疗和标准的发展，导致共同的信封（CE）阶段已经阻碍了几十年的进化预测。特别是在经典孤立双星演化模型中，黑洞-黑洞（BH-BH）、黑洞-中子星（BH-NS）和中子星-中子星（NS-NS）并合双星的形成对CE相有很强的依赖性。所有这些合并现在都被报告为LIGO/Virgo源或源候选者。CE甚至被一些人认为是形成BH-BH，BH-NS或NS-NS合并的强制性阶段。目前，还没有一个完整的第一性原理模型的发展CE。我们采用Startrack人口合成代码来测试目前在大量供体的RLOF稳定性研究方面的进展，以评估它们对LIGO/Virgo源人口的影响。特别是，我们允许更严格的CE开发标准的大规模捐助者。我们还测试了不同类型的稳定的传质之间切换的修改后的条件。实现的修改显着影响合并双紧凑对象的基本属性，有时以非直观的方式。对于一个受限制的CE发展标准的测试模型，当地的合并率密度BH-BH系统的增加，由于出现了一个新的主导形成的情况下，没有任何CE阶段。我们发现，在RLOF物理高度不确定的假设的变化可能会显着影响（i）本地合并率密度，（ii）的质量和质量比分布的形状，和（iii）占主导地位的演变形成（有和没有CE）的LIGO/Virgo源的场景。我们的研究结果表明，没有足够强的约束RLOF物理，是不能够得出完全可靠的结论，人口的双紧凑对象系统的基础上人口合成研究。
2021-05-10 astro-ph.HE
Pulsar revival in neutron star mergers: multi-messenger prospects for the discovery of pre-merger coherent radio emission
研究了由致密天体间磁层相互作用引起的中子星合并前相干射电辐射。我们考虑两个合理的辐射机制，并表明，如果一个中子星有一个表面磁场$B_{\rm s} \ge 10^{12}$ G，相干毫秒射电爆发的特征时间形态和倾角的依赖性是可观察到的Gpc距离与下一代无线电设施。我们探索多信使和多波长的方法来识别NS合并起源的无线电爆发，如在快速无线电爆发调查，伽马射线暴和引力波事件的触发观测，以及在寻找kilonova和无线电余辉发射的快速射电暴的光学/无线电跟踪。我们目前和未来的观测设施，我们的研究结果，并提出建议，验证或约束模型。
2022-12-02 astro-ph.HE
The JAGWAR Prowls LIGO/Virgo O3 Paper I: Radio Search of a Possible Multi-Messenger Counterpart of the Binary Black Hole Merger Candidate S191216ap
我们提出了一个敏感的搜索与卡尔G。Jansky甚大阵（VLA）的引力波候选者S191216 ap的射电对应物，被归类为一个双黑洞合并，并建议是一个可能的多信使事件，基于高能量中微子和TeV光子的检测。我们在C波段（4- 8 GHz）对高海拔水切伦科夫天文台（HAWC）报道的S191216 ap的γ射线对应物进行了0.3度$^2$的盲搜索。我们的搜索，跨越三个时期超过130天合并后，平均源检测阈值为75 $μ$ Jy/梁（4 $σ$），产生了5个变量源与活动星系核活动和没有明确的对应S191216 ap。我们发现$<$ 2\%（$3.0\pm1.3$ \%）在6 GHz的持续性射电源是可变的$<$ 1周（周-月）的时间尺度上，与以前的无线电变异性研究。我们的4 $σ$射电光度上限为$\sim$ 1.2 $\times{10}^{28}$ erg s $^{-1}$ Hz $^{-1}$在S191216 ap的余辉上，在HAWC误差区域内，比以前的BBH射电余辉搜索深5- 10倍。将这个上限与\citeauthor{Perna2019}对BBH合并产生的假定喷流给出的理论期望值进行比较，对于具有能量$\simeq10^{49}$ erg的轴上喷流，我们可以排除喷流张开角$\lesssim$ 20度的可能性（假设对应喷流位于我们观察到的1 $σ$ HAWC区域内）。
2021-03-03 astro-ph.HE
Electromagnetic Counterparts to Black Hole Mergers Detected by LIGO
恒星质量黑洞（BH）的合并，如LIGO观测到的GW 150914，预计不会有电磁对应物。然而，费米GBM探测器在引力波（GW）信号GW 150914后0.4秒识别出伽马射线瞬变，并具有一致的天空定位。我表明，这两个信号可能是相关的，如果由LIGO检测到的BH二进制起源于两个块在一个哑铃形配置，形成时，一个快速旋转的大质量恒星的核心崩溃。在这种情况下，BH双星合并之后是一个伽马射线暴（GRB），它来自于残留BH周围的吸积流。未来对伽玛射线暴余辉的探测可以用来确定源的红移和精确定位。一群具有GRB红移的标准GW塞壬将为精确测量宇宙学距离作为红移的函数提供一种新的方法。
2016-02-22 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Pearson cross-correlation in the first four black hole binary mergers
采用Pearson互相关方法对GW150914、GW151012、GW151226和GW170104等事件的LIGO Hanford和LIGO Livingston探测器数据流进行了分析。我们发现，皮尔逊互相关方法是敏感的，这些信号，与相关性达到峰值时，由LIGO科学和处女座合作重建的黑洞二进制文件，合并。我们比较得到的互相关与统计相关性波动所产生的模拟高斯噪声数据和LIGO数据的时候，没有事件被要求。我们对观测到的互相关的显著性的结果与LIGO Scientific和Virgo Collaborations基于匹配滤波器分析所宣布的结果大致一致。在相同的数据中，如果我们减去对应于通告信号的极大似然波形，则没有残留互相关保持在统计显著水平。
2020-12-02 astro-ph.HE gr-qc
