We estimate the rate of inspiral for a population of stellar mass BHs in the star cluster around the super massive black hole at the center of Milky Way mass galaxies. Our approach is based on an orbit averaged Fokker Planck approach. This is then followed by a post-processing approach, which incorporates the impact of the angular momentum diffusion and the GW dissipation in the evolution of system. We make a sample of 10000 BHs with different initial semi-major and eccentricities with the distribution of $f_c(a)/a$ and $e$, respectively. Where $f_c(a)$ refers to the phase-space distribution function for cth species. Angular momentum diffusion leads to an enhancement in the eccentricity of every system in the above sample and so increases the rate of inspiral. We compute the fraction of time that every system spends in the LISA band with the signal to noise ratio $\rm{SNR} \geq 8$. Every system eventually approaches the loss-cone with a replenishment rate given by the diffusion rate of the cluster, $μ/ \rm{Gyr}^{-1} \lesssim 1 $. This small rate reduces the total rate of the inspiral for individual MW mass galaxies with an estimate $R_{obs} \lesssim 10^{-5} yr^{-1}$. It is expected though that a collection of $N_{gal} \simeq 10^4$ MW mass galaxies lead to an observable GW signal in the LISA band.
Populations of double white dwarfs in Milky Way satellites and their detectability with LISA
银河系矮卫星是编码早期结构形成的独特物体,因此代表了进入高红移宇宙的窗口。到目前为止,他们的研究仅使用电磁波进行。未来的激光干涉仪空间天线(LISA)有可能在双白矮星(DWD)双星发射的引力波中揭示银河系卫星。我们调查的引力波(GW)信号可检测的LISA作为一种可能的工具,用于识别和表征的银河系卫星。我们使用的二进制人口合成技术来模拟人口的DWDs在矮卫星,我们评估的LISA检测的数量的影响时,改变恒星的总质量,距离,恒星形成的历史和金属丰度的卫星。我们校准预测已知的银河系卫星观测到的属性。我们发现,DWDs发射频率$\gtrsim 3\,$兆赫可以检测到银河系卫星在大银河系的距离。这些高频DWD每个卫星的数量主要取决于它的质量,距离,年龄和恒星形成的历史,只有轻微的依赖于其他假设,如金属丰度的演变。我们发现,矮星系与$M_\star>10^6\,$ M $_{\odot}$可以主机可检测的LISA源的数量,与卫星的质量成线性比例的检测。我们预测,在已知的卫星中,人马座,天炉座,雕塑家和麦哲伦云可以用LISA探测到。作为一个不会受到污染和尘埃灭绝的全天空调查,LISA将提供对银河系和矮卫星星系的观测,这些星系对银河系考古学和近场宇宙学很有价值。
Eccentric Stellar-mass Binary Black Holes: Population, Detectability, and Waveform Analysis in the LISA and LIGO Era
UCLA(加州大学洛杉矶分校);University of California, San Diego(加州大学圣地亚哥分校);NASA Marshall Space Flight Center(美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心);Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics(鲁道夫·皮尔斯理论物理中心)
Core-Collapse Supernova detections from Einstein Telescope within the Milky Way
INAF, Osservatorio Astronomico di Capodimonte(意大利国家天体物理研究所卡波迪蒙特天文台);Gran Sasso Science Institute (GSSI)(格兰萨索科学研究所);INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso(意大利国家核物理研究所格兰萨索国家实验室);INAF, Osservatorio Astronomico di Padova(意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台);DARK, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所暗物质中心)
From the Milky Way to the Early Universe: How Metallicity Shapes the Formation of Double Neutron Stars
University of Florida(佛罗里达大学);Harvard Society of Fellows(哈佛学会);Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian(天体物理中心(哈佛大学与史密森尼学会));Université de Genève(日内瓦大学);The Adler Planetarium(阿德勒天文馆);Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA)(天体物理学跨学科探索与研究中心)
Discovery prospects of dwarf spheroidal galaxies for indirect dark matter searches
我们研究了大型巡天望远镜(LSST)在银河系中发现新矮球状星系的前景。采用Milky-Way晕子结构模型和连接暗晕和卫星星系的唯象公式,我们得到了$V$波段的表面亮度分布,预测LSST将发现几十到几百个高于其灵敏度的矮球状星系。即将被发现的矮星将是间接寻找暗物质湮灭产率的有趣目标。我们预测了这些天体中暗物质湮灭产生的γ射线辐射的分布函数,并讨论了这些信号在费米大天区望远镜(LAT)和切伦科夫望远镜阵列(CTA)上的可探测性。通过结合预测的矮星系的信息,我们得到了预期的灵敏度$10^{-26}$ cm $^3$ s $^{-1}$(对于质量为10 GeV的暗物质粒子与费米LAT)和$5\times 10^{-24}$ cm $^3$ s $^{-1}$(对于质量为500 GeV的暗物质粒子与CTA)的湮灭截面$\langle σv \rangle$。我们发现,目前的不确定性的银河晕的质量测量是相对较小的泊松误差相比,绘制最有前途的矮星从底层的通量分布。
Extracting Astrophysical Information of Highly-Eccentric Binaries in the Millihertz Gravitational Wave Band
UCLA(加州大学洛杉矶分校);Mani L. Bhaumik Institute for Theoretical Physics, Department of Physics and Astronomy, UCLA(加州大学洛杉矶分校物理与天文学系马尼·L·巴乌米克理论物理研究所);LIGO Laboratory, California Institute of Technology(加州理工学院LIGO实验室);Department of Physics, The Chinese University of Hong Kong(香港中文大学物理系);RESCEU, The University of Tokyo(东京大学RESCEU);Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, Parks Road, Oxford(牛津大学鲁道夫·派尔斯理论物理中心);Department of Physics and Astronomy, University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学物理与天文学系);Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, San Diego(加州大学圣地亚哥分校天文与天体物理学系);Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute(西蒙斯基金会平顿研究所计算天体物理中心)
Sub-TeV Singlino Dark Matter in light from Sagittarius A$^\ast$ and LUX-ZEPLIN Nuclear-Recoil Event
School of Physical Sciences, Indian Association for the Cultivation of Science(印度科学培养协会物理科学学院);Institute of Physics(物理研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所);Department of Physics, Acharya Institute of Technology(阿查里亚理工学院物理系)
An upper limit on Galactic OB+black hole binaries from SDSS-V
Max-Planck-Institut für Astronomie(马克斯·普朗克天文学研究所);Fakultät für Physik und Astronomie, Universität Heidelberg(海德堡大学物理与天文学院);INAF–OAA, Osservatorio Astrofisico di Arcetri(意大利国家天体物理研究所阿切特里天文台);Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, University of Toronto(多伦多大学加拿大理论天体物理研究所);The Observatories of the Carnegie Institution for Science(卡内基科学机构观测站);Centro de investigación en Astronomía, Facultad de Ingeniería, Ciencia y Tecnología, Universidad Bernardo O’Higgins(贝尔纳多·奥希金斯大学工程、科学与技术学院天文学研究中心)