Merging Black Holes in the Low-mass and High-mass Gaps from 2+2 Quadruple Systems
LIGO-Virgo观测到的黑洞（BH）双星合并的起源仍然不确定，恒星BH质量函数的边界也是如此。恒星演化模型预测，质量为$\gtrsim 50$ M $_\odot$和$\lesssim 5$ M $_\odot$的黑洞都很缺乏，因此在黑洞质量函数中留下了低质量和高质量的间隙。形成这些质量的黑洞的一种自然方式是通过中子星（NS;对于低质量间隙）或低质量黑洞（对于高质量间隙）的合并;作为合并产物产生的低或高质量间隙黑洞如果再次与新的伴星合并，则可以被LIGO-Virgo检测到。我们发现，2+2四重系统的演化可以自然地导致BH合并的组件质量在低或高质量的差距。在我们的方案中，质量间隙中的BH源自两个NS或两个BH的合并，在两个双星中的一个中，合并产物被赋予反冲反冲（来自各向异性引力波发射），这触发了它与四重系统的另一个双星组件的相互作用。这种三体相互作用的结果通常是一个新的偏心致密双星，其中包含质量间隙中的BH，然后可以再次合并。低质量间隙和高质量间隙中BH的合并率分别为$\sim 10^{-7} - 10^{-2}$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$和$\sim 10^{-3} - 10^{-2}$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$。随着引力波探测器灵敏度的提高，恒星BH质量函数将很快受到更严格的约束。
2020-05-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
Enhanced Black-Hole Mergers in Binary-Binary Interactions
研究了四重系统中黑洞（BH）双星的轨道演化，其中第三重双星通过Lidov-Kozai（LK）振荡激发BH双星的大偏心率，导致BH双星通过引力辐射合并.对于典型的BH二进制的质量$m_{1,2}\simeq 20M_\odot-30M_\odot$和初始半长轴$a_0\sim100$ AU（这样的二进制有没有机会合并自己在$\sim10^{10}$ yrs），我们表明，二进制的相互作用可以显着增加合并的LK窗口（范围的同伴倾斜，允许BH二进制合并在10~Gyrs）。这种增加是由BH双星的LK振荡和由第三双星驱动的外（双星-双星）轨道的节进动之间的长期共振引起的。因此，在存在第三双星的情况下，BH合并分数增加到$10-30\%$，比在类似的三元系统中发现的合并分数大一个数量级。我们的分析（适当的缩放）可以很容易地适应其他配置的系统，如相对紧凑的BH二进制和适度层次的三元组，这可能会产生更高的合并分数。由于恒星四重体在银河场中的出现率并不比恒星三重体小得多，我们的结果表明，动力学诱导的BH合并可能是LIGO/VIRGO观测到的BH合并产生的一个重要通道.
2018-12-25 astro-ph.HE gr-qc
Hydrodynamical evolution of merging carbon-oxygen white dwarfs: their pre-supernova structure and observational counterparts
利用光滑粒子流体动力学（SPH）方法模拟了质量为$1.1$和$1.0$ $M_\odot$的碳氧（CO）白矮星（WD）的合并过程，直到合并残余物达到动力学稳定状态.利用这些结果，我们评估是否可以诱发热核爆炸，以及爆炸是否可以观察到Ia型超新星（SN Ia）。我们调查了三种爆炸机制：氦点火后的动态合并（“氦点燃的暴力合并模型”），碳点火（“碳点燃的暴力合并模型”），和爆炸后形成的Wasrasekhar质量WD（“Wasrasekhar质量模型”）。氦点燃的猛烈合并模型的爆炸是可能的，而我们预测，由此产生的SN喷出物是高度不对称的，因为它的伴星是完全完整的爆炸时。碳点燃的剧烈合并模型也可能导致爆炸。然而，爆炸WD的包线扩展到$\sim 0.1R_\odot$;它比SN 2011 fe（$< 0.1R_\odot $）的包线大得多，但比SN 2014 J（$\sim 1R_\odot$）的包线小得多。对于在这项工作中所研究的WD质量的特定组合，Eschrasekhar质量模型是不成功的，导致超新星Ia爆炸。除了这些评估，我们调查的演变未结合的材料通过合并过程（合并喷出物），假设的情况下，超新星Ia爆炸是不是由氦或碳点火在合并过程中触发。合并喷出物与周围的星际介质相互作用，形成一个壳。该壳的辐射热光度大于$2 \times 10^{35}$ ergs $^{-1}$，持续时间为$\sim …
2015-04-23 astro-ph.HE
The Detection Rates of Merging Binary Black Holes Originating from Star Clusters and Their Mass Function
先进的LIGO实现了对引力波的首次探测，该引力波来自合并的双黑洞（BBH）。在不久的将来，更多的合并事件将被观察到，它们的质量分布将变得可用。合并事件的质量分布反映了BBH的演化路径：在致密星团中的动力学形成或从原始双星的共同信封演变。本文结合$N$体模拟、球状星团模拟和宇宙恒星-团簇形成历史的结果，对致密星团中动态形成的并合黑洞的探测率进行了估算。我们估计，在红移为0.1的范围内，局域宇宙的合并率密度为13- 57 Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$ .我们发现，在目前的灵敏度极限下，检出率为0.23- 4.6/年，而在2019年达到设计灵敏度时，检出率将提高到5.1- 99/年。局域宇宙中的合并率密度分布与红移啁啾质量的函数关系在低质量端附近有一个峰值，而探测到的合并的啁啾质量函数在高质量端有一个峰值，但几乎是平坦的。这种差异仅仅是因为对于更大质量的BBH，检测范围更大。
2017-09-07 astro-ph.HE
A Magnetic Unification of Merging Supermassive Black Hole Binaries
Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学技术研究所）；Department of Astronomy, Columbia University（哥伦比亚大学天文学系）；Department of Physics, Columbia University（哥伦比亚大学物理系）
本研究提出二维伪牛顿框架统一合并超大质量黑洞双星的电磁特征，发现磁场强度主导合并信号，为观测约束磁化提供新途径。
2026-09-23 astro-ph.HE
Blindly Detecting Merging Supermassive Black Holes with Radio Surveys
超大质量黑洞大概是在整个宇宙时间里通过无数次的合并而成长起来的。在每一次合并过程中，超大质量黑洞双星都被一个环绕双星的吸积盘所包围，这个吸积盘施加了一个显著的磁场（对于1 e8 Msun的双星来说，这个磁场约为1 e4 G）。双星在磁场中的运动将把磁场能量转化为坡印廷通量，其光度约为1 e43 erg/s（B/1 e4 G）^2（M/1 e8 Msun）^2，其中一些可能以频率接近1 GHz的同步辐射形式出现，这正是当前和计划中的宽场射电观测所要进行的。我们发现，许多合并的短时间尺度将限制他们的可探测性与大多数计划的盲测<1每年在整个天空，独立的发射过程和通量分布的细节。包括对无线电通量的乐观估计使得检测的可能性更小，整个天空每年的合并<1次。然而，宽场无线电仪器可能能够定位合并前通过引力波识别的系统。此外，无线电巡天可能能够探测到双星运动产生的较弱的辐射，因为它在合并之前受到自旋轨道进动和螺旋运动的调制。
2011-05-18 astro-ph.HE
Revealing Double White Dwarf Mergers with Multi-messenger Signals
大量的双白矮星（DWD）被认为在哈勃时间内合并，这是由于它们在吸气阶段发射的引力波（GW）。DWD系统的结果要么是Ia型超新星的双简并模型，要么是一个巨大的，持久的合并遗迹。这些事件的预期多信使信号将有助于我们区分详细的合并物理过程。在这项工作中，我们的目标是提供一个通用的DWD合并的情况下，调查的所有主要信使的排放，重点是GW和中微子。我们的目标是为当前和未来的多信使观测（协作）工作提供一些指导。在DWD系统的合并演化过程中，不同的信使（GW，中微子和电磁波）将在不同的时间占据主导地位。在这项工作中，我们表明，DWD合并事件位于1千秒差距的距离确实可以产生可检测的信号的GW和中微子。在潮汐扰动开始前10天左右，GW频率在0.3- 0.6Hz波段。我们估计，在乐观的情况下，即将到来的探测器，如JUNO和Hyper-Kamiokande检测到的中微子数可以达到O（1）的DWD合并事件在$\sim$ 1 kpc。
2022-10-13 astro-ph.HE
Constraining Merging Galaxy Clusters with X-ray and Lensing Simulations and Observations: The case of Abell 2146
星系团合并是检验宇宙学和天体物理学模型的有力实验室。然而，解释个别合并集群关键取决于他们的合并配置，由质量，速度，碰撞参量，并合并轴相对于天空平面的方向定义。在这项工作中，我们调查合并参数的影响上的X射线发射集群内介质和引力透镜地图使用一套理想化的模拟二进制集群合并使用的GAMER-2代码。作为一个测试案例，我们专注于模拟子弹头般的合并系统阿贝尔2146，其中深\textit{Chandra} X射线和透镜观测揭示了突出的合并冲击以及质量分布和子结构与此合并集群。我们确定了最有趣的参数组合，并评估各种参数对深\textit{Chandra}和透镜观测所观察到的合并冲击的性质的影响。我们发现，由于引力压缩的集群晕合并过程中，以前的质量估计从弱透镜太高。合并的平面比先前估计的更远离天空平面倾斜，直到距离天空平面$30^\circ$。我们讨论了我们的研究结果的适用性合并星系团的多波长观测和它们的宇宙学和等离子体物理的探针使用。
2021-08-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
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
Are merging black holes born from stellar collapse or previous mergers?
汉福德和利文斯顿的先进LIGO探测器在第一次观测运行中对二元黑洞进行了两次确认和一次边缘探测。第一个事件，GW 150914，是由两个比目前估计的质量重得多的黑洞合并而成的，这表明它的形成可能不同于“普通”的恒星演化。一种可能性是这些重黑洞是由先前的合并产生的。当一个黑洞双星合并的前身是由先前的合并产生时，它们（平均而言）应该合并得更晚，质量更大，并且自旋幅度聚集在无量纲自旋约0.7附近。在这里，我们提出了以下问题：引力波观测能否确定合并中的黑洞是从大质量恒星的坍缩中产生的（“第一代”），而不是早期合并的最终产物（“第二代”）？我们构建简单的，观察动机的人口黑洞二进制，我们使用贝叶斯模型选择表明，测量的质量，光度距离（或红移），和“有效自旋”的黑洞二进制确实可以区分这些不同的形成方案。
2017-06-26 astro-ph.HE gr-qc
Lidov-Kozai Cycles with Gravitational Radiation: Merging Black Holes in Isolated Triple Systems
我们表明，黑洞双星与外部同伴可以经历Lidov-Kozai周期，导致近心通道，导致快速合并，由于引力波发射。这种情况经常发生在伴星的质量与双星的折合质量相当，伴星轨道的半长轴在双星半长轴的$\sim 10$倍之内的系统中。使用一个简单的人口合成模型和3体模拟，我们估计在外地的三重黑洞系统的合并率约为6每Gpc $^3$每年在出生踢的情况下，在黑洞形成。这个值是在90%可信区间的低端，从目前的LIGO结果推断出的总黑洞黑洞合并率。在这些计算中有许多不确定性，其中最大的是出生踢的未知分布。即使是适度的出生踢$40\mbox{km s}^{-1}$将减少合并率的40倍。这些系统中的百分之几在首次进入aLIGO可检测的频带（10 Hz以上）时，偏心率将大于0.999。
2017-01-25 astro-ph.HE
Merging stellar-mass binary black holes
LIGO和Virgo探测器直接观测到了恒星质量黑洞对合并产生的引力波，以及少量涉及中子星的合并。这些观测结果带来了希望，紧凑的物体合并可以作为恒星和双星演化的探测器，也许还有恒星动力学。这篇研讨会风格的文章总结了现有的观测结果，描述了合并恒星质量黑洞双星的形成通道的理论预测以及它们的速率和可观测性质，并提出了引力波天文学的一些前景。
2022-01-19 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Simulations of the merging cluster of galaxies Cygnus A
原型FR-II星系天鹅座A位于一个中等富裕的星系团中，即将经历一次重大的合并。我们研究合并前天鹅座集群环境使用光滑粒子流体动力学模拟的钱德拉观测热集群内介质的2 Ms的约束。观测约束的总引力质量和浓度参数，和模拟提供了静态和合并增强的温度分布的前和合并后的集群不包括中央活动星系核。我们提出了第一个详细的子集群西北天鹅座A，命名为CygNW的模型。我们发现一个较低的重子分数和较高的浓度参数CygA比预期的已知的标度关系在文献中。该模型表明天鹅座星系团在维里半径处有一个前身质量比约为1.5：1的预合并。我们注意到，集群内的介质被加热的合并的结果，但我们没有发现任何证据的（前）合并冲击在两个集群晕之间的间隙区域。我们把合并引起的加热归因于星系团外围的压缩。从我们的模拟得到的光滑模型减去观察到的集群状态，并显示残留的温度结构，既不是流体静力学，也不合并加热集群气体。我们推测，这种残余加热可能是由于过去的活动星系核活动超过100万年。
2018-12-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
Multimessenger study of merging massive black holes in the OBELISK simulation: gravitational waves, electromagnetic counterparts, and their link to galaxy and black hole populations
本文基于OBELISK宇宙学模拟评估高红移大质量黑洞并合的LISA引力波与多波段电磁可探测性，并揭示可观测事件偏向高吸积、高质量黑洞。
2023-10-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
Type Ia Supernovae from Merging White Dwarfs II) Post-Merger Detonations
碳氧（CO）合并的白矮星是Ia型超新星（SN Ia）的一个有希望的祖先系统，但爆炸的基本物理和时间仍然存在争议。如果爆炸发生在副恒星完全分裂之后，爆炸的主星将膨胀成一种致密的CO介质，这种介质可能仍然具有盘状结构。这种相互作用将使喷出物减速并变形。在这里，我们进行了多维模拟的“夯实”SN Ia模型，使用粒子和网格为基础的代码来研究合并和爆炸动力学，和一个辐射转移代码来计算合成光谱和光变曲线。我们发现，合并后的爆炸表现出沙漏形的不对称性，导致光变曲线与视角的强烈变化。影响结果的两个最重要的因素是盘的标度高度，这敏感地取决于二进制的质量比，和总${}^{56}$ Ni产量，这是由残余核心的中心密度。合成的宽带光变曲线上升和下降非常缓慢，光谱通常看起来很奇特，具有中等质量元素的微弱特征，但相对较强的碳吸收。我们还考虑了残余物的粘性演化的影响，并表明合并和爆炸之间的较长的时间延迟可能会导致较大的${}^{56}$ Ni产量和更对称的残余物。我们讨论的相关性，这类非球面的“夯实”的超新星Ia解释类的“超超克拉塞卡”的超新星Ia。
2013-12-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Cluster Core Heating from Merging Subclusters
虽然来自中央活动星系核的反馈为星系团核心的过冷问题提供了一个有吸引力的解决方案，但另一个可能的加热源可能来自合并引发的星系团核心气体的“晃动”。我们提出了一套模拟的星系团合并的子集群，以确定的晃动机制提供的加热量，探索一个参数空间的质量比，碰撞参量，和粘度的集群内介质（ICM）。我们的研究结果表明，与无气体的子集群合并所造成的晃动冷却可以部分抵消晃动加热，但这种机制是不太有效的，如果ICM是粘性的。
2009-09-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Mass Ratios of Merging Double Neutron Stars as Implied by the Milky Way Population
在银河系中已知的七颗具有精确测量质量的双中子星（DNS）中，除了一颗外，所有的质量比$q$都接近1。最近，在DNS J1913 $+$ 1102中的三个后开普勒参数的精确测量将该系统约束为具有0.78 $\pm$ 0.03的显著非单位质量比。人们可能会得出这样的结论，即引力波观测站检测到的DNS合并中，大约有七分之一（14%）的质量比与1明显不同。然而，J1913 $+$ 1102的合并时间相对较长，为4.7亿年。我们发现，当合并时间和观测偏差考虑在内，银河系DNS的人口意味着所有合并DNS的$\simeq98\%$将有$q>$ 0.9。然后，我们应用两个单独的拟合公式通知DNS合并的三维流体动力学模拟我们的结果银河系DNS质量，发现无论是$\simeq$ 0.004 ${M_{\odot}}$或$\simeq$ 0.010 ${M_{\odot}}$的材料将在合并时喷出，这取决于使用的公式。这些喷出物的质量都有影响的峰值辐射热光度的电磁对应物（我们发现这是$\sim$ 10 $^{41}$ erg s $^{-1}$），以及$r$的过程中丰富的银河系。
2020-07-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
Observable signature of merging stellar-mass black holes in active galactic nuclei
本研究提出活动星系核盘内并合的吸积黑洞喷流可作为特殊电磁暂现源被多波段探测，能解释部分引力波事件与电磁暂现源的可能关联，未来或可验证黑洞并合的活动星系核起源假说。
2023-03-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmological Budget of Entropy from Merging Black Holes
Vanderbilt University（范德堡大学）
本研究通过更新黑洞熵预算，揭示了合并黑洞在早期宇宙热力学中的主导作用及原初黑洞对熵历史的影响。
2026-01-20 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
Modeling Flows Around Merging Black Hole Binaries
合并中的大质量黑洞双星是由星系合并产生的。黑洞合并的最后阶段会产生强大的引力辐射，可以被太空中的LISA探测到。在气体和磁场存在的情况下发生黑洞合并的情况下，也可能产生各种类型的电磁信号。模拟这种最终合并的电磁对应物需要演化黑洞周围强场区域的气体和场的行为。我们已经朝着解决这个问题迈出了一步，通过映射动态的，三维广义相对论时空中的无压物质流，围绕合并的黑洞。我们发现单个黑洞和二元黑洞的结果之间，以及二元黑洞中非旋转和旋转的黑洞之间，碰撞和流出速度存在质的差异，包括当物质的净角动量较低时合并的特征。如果未来的磁流体动力学结果证实了这些差异，它可能允许评估的性质的双星，以及产生一个可识别的电磁对应伴随的引力波信号。
2009-07-31 astro-ph.HE gr-qc
QLUSTER: quick clusters of merging binary black holes
QLUSTER是一个快速近似研究致密环境中双黑洞分层并合发生与性质的玩具模型，并提出分层并合效率估计量来量化其在天体物理环境中的重要性。
2023-11-28 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Connecting The Hierarchically Merging Binary Black Hole Population To Their Host Galaxies
本文通过计算引力波定位与星系目录的角交叉关联，评估区分AGN盘内层级并合黑洞与普通星系中层级并合的比例，预测约5000次并合事件即可在A#探测器灵敏度下确定AGN起源主导情景。
2025-08-26 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Inferring the neutron star equation of state simultaneously with the population of merging neutron stars
观测多颗合并的中子星的性质将同时提供对中子星质量和自旋分布、中子星合并速率以及核物质状态方程的深入了解。并不是所有包含中子星的合并双星都是相同的。这些合并双星的多样性可能来自广泛或多峰的NS质量分布;不同和极端的NS出生自旋的影响; NS-BH合并的可能性;甚至是相变的可能性，允许NS具有相似的质量，但强烈的发散半径。在这项工作中，我们提供了一个具体的算法来结合所有的信息，从GW测量到一个联合约束的NS合并率，NS属性的分布，和核物质状态方程。使用一个具体的例子，我们展示了如何偏置的质量分布推断可以显着影响恢复的状态方程，即使在小$N$限制。用同样的具体例子，我们展示了如何小的$N$观测可以确定一个双峰的质量和自旋分布合并NS同时与EOS。我们的一致性方法可以立即推广到其他观测约束。
2020-01-06 astro-ph.HE gr-qc
Pairs of Giant Shock Waves (N-Waves) in Merging Galaxy Clusters
当一个子星系团与一个更大的星系团合并时，弓形激波被驱动到子星系团的前面。在后来的合并阶段，这个弓形激波从子星系团中分离出来，成为一个“失控”激波，沿着陡峭的密度梯度向下传播，穿过星系团外围，并大致保持其强度和马赫数。这样的冲击是在星团外围产生射电遗迹的可能候选者。我们认为，在同一个合并阶段，二次冲击形成更接近主集群中心。在通常的流体力学中，与这种结构类似的是N波，其中“N”的尾部是激波非线性演化的结果。在星系团的合并过程中，球形几何和层化可以进一步促进星系团的发展。初级冲击和次级冲击都是单一合并事件的自然结果，而且通常这两个因素都应该存在。然而，在无线电波段，前导激波可能更突出，而拖尾激波可能相反地更容易在X射线中看到。后一个论点意味着，对于X射线数据中发现的一些（尾随）冲击，可能很难识别它们的“伙伴”领先冲击或合并的子集群，这些子集群离集群中心更远。我们认为，后发座星系团和A2744可能是两个例子，在合并后的状态，这种良好的分离激波对。
2020-09-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
Black hole mergers as tracers of spinning massive black hole and galaxy populations in the OBELISK simulation
本文利用OBELISK宇宙学模拟研究黑洞并合族群，发现其偏向大质量、高吸积率与高自旋宿主，并揭示动力学延迟及并合对遗迹自旋的影响。
2023-10-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
Does GW190425 require an alternative formation pathway than a fast-merging channel?
LIGO/Virgo科学合作组织（LVC）最近宣布探测到一个紧凑的物体双星合并，GW 190425，总质量为$3.4^{+0.3}_{-0.1}$ M $_{\odot}$，单个组件的质量范围约为1.1至2.5 $M_{\odot}$。如果组成致密天体的是中子星，那么总质量比银河系双星中子星（BNS）的平均值$2.66\pm 0.12$ M $_{\odot}$高5个标准差。LVC认为，如此巨大的BNS系统是从一个快速合并的通道中诞生的，因此，它们在银河系中的未检测到是由于选择效应。然而，我们无法调和推断的形成效率从报告的合并率，$\mathcal{R}_{\rm GW190425}=460^{+1050}_{-390}$年$^{-1}$ Gpc $^{-3}$，从我们自己的研究预测快速合并BNS系统。此外，GW 190425和GW 170817的可比合并率可能与我们的结果有两个原因：（i）更大的系统预计将有一个较低的形成率，和（ii）快速合并通道应构成$\lesssim 10\%$的总BNS系统，如果情况BB不稳定的质量转移是允许发生的形成途径。我们认为，占的高合并率的GW 190425作为一个BNS系统需要：（i）重新审视我们的理解NS形成超新星爆炸，或（ii）：更大质量的NS需要优先出生非常弱或非常高的磁场，使他们将无法检测到的无线电调查。在NS-白矮星双星中发现的大质量NS…
2020-07-12 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
Exemplary Merging Clusters: Weak-lensing and X-ray Analysis of the Double Radio Relic Merging Galaxy Clusters MACS 1752.0+4440 and ZWCL 1856.8+6616
对展示射电遗迹的合并星系团的研究正在加强我们对星系团的形成和演化、暗物质的性质、星系团内介质和天体物理粒子加速的理解。每个合并集群只提供团簇形成过程的单一视图，并且合并集群的种类是巨大的。拥有双射电遗迹的集群是罕见的，也是极其重要的，因为它们对合并场景有严格的限制。本文对两个双射电遗迹星团MACSJ 1752.0 +4440（$z$ =0.365）和ZWCL 1856.8 +6616（$z$ =0.304）进行了弱透镜和X射线分析。我们的弱透镜质量估计表明，每个集群是一个主要的合并约1：1的质量比。MACSJ 1752.0 +4440（ZWCL 1856.8 +6616）的总质量为$M_{200}=14.7^{+3.8}_{-3.3}\times10^{14}\ $ M $_\odot$（$M_{200}=2.4^{+0.9}_{-0.7}\times10^{14}\ $ M $_\odot$）。我们发现这两个星系团在弱透镜和气体分布方面具有可比性，尽管它们的总质量相差很大。根据X射线形态的相似性和射电遗迹的显著对称性，我们认为这两个系统几乎经历了正面碰撞。然而，从热气体特征和我们的多波长数据分析显示，ZWCL 1856.8 +6618可能处于比MACSJ 1752.0 +4440更晚的合并阶段。我们假设MACSJ1752.0+4440中的SW射电遗迹是粒子再加速的结果。
2021-10-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
Host galaxies of merging compact objects: mass, star formation rate, metallicity and colours
描述合并致密天体的宿主星系的特性为解释当前和未来的引力波探测提供了重要线索。在这里，我们调查的恒星质量，恒星形成率（SFR），金属丰度和合并的紧凑对象在本地宇宙的宿主星系的颜色，通过结合MOBSE人口合成模型的结果与星系目录从EAGLE模拟。我们预言，宿主星系的恒星质量是双中子星（DNSs）、双黑洞（DBHs）和黑洞-中子星双星（BHNSs）合并率${\rm n}_{\rm GW}$的一个很好的示踪剂。我们发现${\rm n}_{\rm GW}$和SFR之间也存在显著相关性。因此，${\rm n}_{\rm GW}$也与$r-$带光度和宿主星系的$g-r$颜色相关。有趣的是，在本宇宙中所有的DNS、BHNS和DBH合并中，$\gtrsim{}60$ %、$\gtrsim{}64$ %和$\gtrsim{}73$ %都位于早型星系中，如NGC 4993。我们预测类银河系的局域DNS合并率密度为$\sim{}238~{\rm Gpc}^{-3}~{\rm yr}~^{-1}$，DNS合并率为$\sim{}16-121$ Myr $^{-1}$.因此，我们的结果与从GW 170817推断的DNS合并率和从银河系DNS推断的DNS合并率一致。
2019-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
SDSS J1254+0846: A Binary Quasar Caught in the Act of Merging
我们提出了第一个明亮的，空间分辨的二元类星体，显然居住在一个正在进行的星系合并。SDSS J125455.09+084653.9和SDSS J125454.87+084652.1（以下简称SDSS J1254+0846）是两个明亮的z=0.44射电宁静类星体，径向速度差仅为215 km/s，在天空中相隔21 kpc，在一个扰动的主星系合并中显示出明显的潮汐尾。这一对是从SDSS DR 6测光中提取的具有小横向分离的二元类星体候选者的完整样本的一部分。我们提出了后续的光学成像，显示了广泛的，对称的潮汐臂功能跨越约75千秒差距的类星体的红移。数值模拟表明，该系统由两个巨大的盘状星系组成，它们在主动合并的第一次通过期间被捕获。这表明，在星系合并的早期阶段，黑洞的快速增长与预先存在的凸起。在我们的光学或X射线观测中，这两个发光的核都没有被气体或尘埃显着吸收，这说明并非所有的合并类星体都将处于模糊的超亮阶段。我们发现较暗的B类星体的爱丁顿比是相当正常的，而A类星体的L/LEdd与类似光度和红移的类星体相比是相当高的（>3sigma），这可能是强合并触发吸积的证据。更多这样的合并应该是确定在较高的红移使用二元类星体作为示踪剂。
2010-02-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The properties of merging black holes and neutron stars across cosmic time
下一代地基引力波干涉仪将可能观测到双星黑洞（BBH）和双星中子星（BNS）的合并，分别使$z\gtrsim{}10$和$z\gtrsim{}2$红移。在这里，我们的性质合并BBH，BNS和中子星黑洞双星跨越宇宙时间的特点，人口合成模拟结合的Illustris宇宙学模拟。我们发现，合并紧凑的对象的质量不依赖于（或依赖于非常温和）的合并红移。即使是黑洞的质量分布也只是轻微地依赖于红移，因为起源于贫金属祖先（$Z\leq{}4\times{}10^{-3}$）的黑洞在整个宇宙时间内占了合并黑洞的全部数量。对于一个共包线效率的$α\ge{}3$，在最后一个Gyr中合并的黑洞质量分布与超过11 Gyr前合并的黑洞质量分布之间的主要区别是，在最后一个Gyr中有过量的重合并黑洞（$20-35$ M $_\odot$）。这种过量是由大规模BBH的较长延迟时间解释的。
2019-05-06 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Probing the Delay Time of Supermassive Black Hole Binary Mergers With Gravitational Waves
本研究提出结合未来引力波测量与星系巡天模拟数据，利用分层贝叶斯推断和模型选择方法，推断超大质量黑洞双星合并的延迟时间分布并检验演化模型。
2023-06-28 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
A Linearly Polarized Merger Shock Down to 550 MHz: A uGMRT Study of the Merging Cluster Abell 746
本文利用uGMRT首次在650 MHz低频探测到并合星系团Abell 746射电遗迹的偏振信号，发现单一退偏振模型无法解释观测结果，揭示了遗迹磁场结构的非均匀性。
2025-08-27 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Disks Around Merging Binary Black Holes: From GW150914 to Supermassive Black Holes
我们在完全广义相对论下对质量比为36：29的非自旋黑洞双星进行了磁流体动力学模拟。我们调查不同的磁盘模型，不同的规模高度，总尺寸和磁场量化的鲁棒性，以前的模拟初始磁盘模型。将我们的模拟缩放到LIGO GW 150914，我们发现这样的系统可以解释可能的引力波和电磁对应物，例如在GW 150915结束后0.4秒报告的费米GBM硬X射线信号。将我们的模拟缩放到超大质量二元黑洞，我们发现，可观察到的流动特性，如吸积率周期性，整个螺旋，合并和合并后，磁盘温度，热频率的出现，以及合并和喷气流出之间的时间延迟，我们在早期的研究报告显示只有适度的依赖于我们在这里考虑的初始磁盘模型。
2018-02-24 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
