GW190814의 형성에 대하여

초록 LIGO-Virgo 협력체는 최근 구성 질량이 23 및 2.6 M⊙인 혼란스러운 사건 GW190814를 보고하였습니다. 이러한 합병의 상대적으로 낮은 비율(1–23 \, Gpc^-3\, yr^-1)과 이차의 질량이 알려진 이중 중성자 별(bNS) 시스템의 총 질량에 가깝다는 사실에 착안하여, 우리는 GW190814가 계층적 삼중 시스템에서의 2세대 합병이었을 것이라고 제안합니다; 즉, bNS 합병 후 잔여물은 23 M⊙의 블랙홀(BH) 세차와 다시 합병할 수 있었습니다. 우리는 외부 궤도의 반장반경이 bNS 합병 시점에서 몇 AU보다 작을 경우, 이는 충분히 높은 확률로 발생한다는 것을 보여줍니다. 이러한 밀접한 삼중 시스템의 형성 조건이 우주에서 일반적으로 실현되는지, 특히 저금속 환경(≲0.1 Z⊙)에서 탐색할 필요가 있습니다. 우리의 모델은 여러 예측을 제공합니다. (1) GW190814와 유사한 시스템에서 이차의 스핀은 0.6–0.7입니다. (2) LIGO 소스의 대규모 샘플에서 구성 질량 분포는 2.5와 ∼3.5 M⊙ 사이의 좁은 피크를 가져야 하며, ∼3.5와 ∼5 M⊙ 사이의 범위는 비어 있어야 합니다(별 진화가 ‘질량 격차’에서 이러한 BH를 생성하지 않는다고 가정할 때). (3) 약 90퍼센트(10퍼센트)의 GW190814와 유사한 사건은 중력파 주파수 10\, mHz 근처에서 이심률 e ≳ 2 × 10−3(≳0.1)를 가집니다. (4) 상당한 비율(10퍼센트)의 bNS 합병은 중력파에서 몇 AU 거리의 대량 세차의 신호를 가져야 합니다. (5) 은하수에는 대량의 BH 세차를 가진 105개의 탐지되지 않은 라디오 조용한 bNS 시스템이 있습니다.