4つのエキセントリックな合併により、LIGO–Virgo–KAGRAの動的に形成するブラックホール連星の証拠が増えます

ブラックホール連星は別々に生まれたブラックホールが出会って連星化してるはずなので、自転軸の方向も不揃いなら公転軌道も歪んでるのは普通として恒星の連星なら潮汐力の変形で公転エネルギーが消費されて公転軌道の環状化が起こり離心率が０に近づいていくのですが空間を曲げ倒しているブラックホールには無関係なのか？以下、機械翻訳。
4つのエキセントリックな合併により、LIGO–Virgo–KAGRAの動的に形成するブラックホール連星の証拠が増えます
2022年6月29日に提出
概要
重力波で検出されたコンパクトなバイナリ合併の増加する人口には、複数のイベントが含まれています
孤立したバイナリの進化を通して説明するのは難しいです。そのようなイベントは、よりも質量が大きくなります
孤立したバイナリ、位置がずれているコンポーネントのスピン傾斜角、および/または無視できない軌道で予想される
離心率。からの62個の連星ブラックホール候補の合併に近い軌道離心率を調査します。
LIGO-Virgo-KAGRAコラボレーションの3番目の重力波過渡カタログ。
これらのイベントのうち4つは、重力波周波数が0.1の場合に離心率𝑒10≥0.1を大幅にサポートしていることを示しています。
10Hz。これらのイベントのうちの2つは、人口への新たな追加です：GW191109とGW200208_22。 4つの場合
奇行の候補は本当に奇行であり、私たちの結果は、密集した星団で生成する可能性があることを示唆しています
観察された合併の100％。ただし、歩留まりが高い他の地層環境は依然として可能性が高い
活動銀河核などの奇行的な合併も貢献しています。私たちはできると見積もっています
80回の検出後、どのフォーメーションチャネルがエキセントリックな合併率を支配しているかを自信を持って区別する
LIGO–Virgoの感度で𝑒10≥0.05のイベントの数。
フォーメーションチャネルを第3世代の重力波検出器で区別します。


図1.GWTC-3で適切にサンプリングされたすべての連星ブラックホール合体イベントの𝑒10の周辺事後分布が色で示されています。
離心率の各値でのバイオリンの幅は、その値での事後分布に比例します。 アンダーサンプリングされたイベントの名前
イタリック体であり、それらの事後確率は表示されません。 𝑒10≥0.05のかなりのサポートを示す4つのイベントの名前は太字で示されています。


図2.表1で強調表示されているイベントのlog10（𝑒10）の周辺事後分布。事後確率のかなりの部分があります。
偏心仮説を準円形仮説と比較する場合、𝑒10=0.05以上のサポートと正の対数ベイズ因子。 ラベルを付けます
イベントの名前が付いた各パネル。


図3.𝑒10≥0.05をサポートする4つのイベントについて推定された事後パラメーターの中央値の時間領域波形
これまでにLIGOとおとめ座の検出器で観測されました。 優先
SEOBNRE波形は灰色で示され、対応する準円形IMRPhenomD波形は青緑色で示されています。 パネル幅1.25秒にまたがります。

結論
この作業では、26のBBH信号候補を分析します。
GWTC-3は、整列スピン、離心率波形モデルを使用した軌道離心率の兆候です。これらのうちの2つが
イベントは、で検出可能な離心率を大幅にサポートしています。
10 Hz：GW191109およびGW200208_22。 2つと一緒にGWTC-2、GW190521、GW190620（RomeroShaw et al。2021a）からのイベント、私たちが調査した62のBBHのうちの4つは
測定可能な離心率の重要なサポート。ちょうど終わりに
6％、これは合併の約4％よりわずかに多い
GCから検出可能な離心率で期待される（Zevin etal。 2021a）、そしてより奇行があることを示しているかもしれません
人口の合併は、密集して説明できるよりも
星団だけ。ただし、セクション4で示すように、違いはポアソンノイズによって説明できます。さらに、
これらの合併のいくつかは、スピン歳差運動するバイナリである可能性があります。
私たちの分析では、スピン整列の強制された仮定。
これらの4つのバイナリを決定的に言うことはできませんが
偏心してスピン整列している、私たちの結果はこれらが
信号は、軌道のヒントを含む信号と一致しています
偏心、および偏心波形により適しています
それらは準円形の波形によるものです。それらが風変わりな場合、
および/またはスピンの大きさおよび/またはスピンの傾きが大きい場合、これらは
バイナリは、孤立した進化を通して説明するのは困難です
シナリオとBBHという仮説に重みを加える
LVKによって検出されたものは動的に形成されます。
この論文では、高密度の星団の特定の動的形成環境に焦点を当てました。しかし、私たちは
これは予測の堅牢性によるものであることを強調します
この特定の動的形成環境が他のものよりも好まれるという兆候とは対照的に、このチャネルから
動的形成環境。実際、このフォーメーション
これらのシステムの他のパラメータを考慮すると、環境は特にありそうにないかもしれません。 4つの潜在的に奇行的なイベントのうちの3つは、特に高い一次質量を持っています。
すべて、暫定的な対不安定型超新星の質量ギャップの下限である〜55を超えるソースフレーム測定値の中央値
M（例：Heger＆Woosley 2002; Belczynski et al.2016;ウーズリー2017;マーチャント＆モリヤ2020）（例外、GW200208_22は、ソースフレームのプライマリ質量の中央値が
偏心モデルに再重み付けした後、約25 M）。球状星団の比較的低い脱出速度（通常は
。 120 km s-1; Gnedinetal。 2002; Antonini＆Rasio 2016;Baumgardt＆Hilker 2018）は、合併の残党が
環境よりもクラスターから追い出されることが多い
AGNや原子力などのより深い中央ポテンシャル井戸
星団（例：Antonini＆Rasio 2016; Ford＆McKernan 2021;マハパトラら。 2021）。さらに、球形であるため
クラスターは、形成後すぐに大量に分離されます
高赤方偏移では、最も重いバイナリがマージされる可能性があります
電流検出器の観測可能な範囲外（Antonini＆Rasio 2016; Romero-Shawetal。 2021b）。評価するには
に関連する球状星団の形成の確率
AGNでの形成の確率、おもちゃモデル分析の多次元バージョンが必要になります。
離心率のロバストな予測を組み込んだセクション4.2、これらの異なる環境からの質量、スピン、および赤方偏移。
たとえば、Yangetal。 （2019）;サムシング他（2020）; McKernanetal。 （2020）;田川ほか（2020、2021c、b）; Vajpeyietal。
（2021）; Gayathrietal。 （2021）最近の予測の範囲
AGNで発生する連星ブラックホールの合併。
マージBBHを動的に形成するための道はたくさんありますが、この論文では、将来、
離心率は厳しく制限することができます、それは可能になります
＆80で寄与している動的チャネルを解きほぐす
現在の検出器感度での検出可能な偏心合併
制限。検出器が向上するにつれて、検出可能なしきい値
偏心が減少するため、検出可能な偏心イベントが少なくなります
異なる動的チャネルからの寄与を区別するために必要です。それでも、自信を持ってする方法がない
離心率と全範囲のスピン効果を同時に測定する場合、この方法を使用することはできません。
支配的な動的形成チャネルを特定することを実証しました。したがって、私たちは焦点を向けます
拘束からの離心率の測定値の抽出
のスピン整列、中程度にスピンする波形モデルの例
将来。