Moldando a eficiência da fusão de buracos negros binários com observações de ondas gravitacionais

A astronomia de ondas gravitacionais oferece insights sem precedentes sobre a coalescência de buracos negros binários. No entanto, muitas das principais quantidades envolvidas permanecem inacessíveis às observações diretas.

A astronomia de ondas gravitacionais (GW) oferece insights sem precedentes sobre a coalescência de buracos negros binários (BBH). A densidade da taxa de fusão BBH está profundamente ligada à eficiência da fusão e à distribuição do tempo de atraso entre a formação binária e a fusão, nenhuma das quais é diretamente limitada pelas observações.

Desvendar o seu impacto na taxa de fusões representa um esforço nada trivial. Aqui apresentamos um modelo populacional semi-paramétrico de BBH, baseado em simulações de síntese populacional de BBHs isolados e formados dinamicamente, ancorados em uma história de formação estelar dependente de metalicidade e orientada por observação.

Parametrizamos a eficiência da fusão desses dois canais de formação, ajustando o modelo aos eventos GW do Catálogo Transiente de Ondas Gravitacionais 5.0 dentro de uma estrutura Bayesiana hierárquica. Nossa análise sugere que a eficiência isolada da fusão BBH deve ser reduzida por um fator $\mathcal{O}(10)$ em relação aos resultados padrão da síntese populacional.

O canal dinâmico requer uma eficiência superior a uma ordem de grandeza maior que o isolado para reproduzir as observações atuais do GW. No entanto, descobrimos que os dois canais fornecem contribuições comparáveis ​​para o número observado de eventos.

Finalmente, introduzimos uma parametrização para a distribuição do tempo de atraso dos BBHs isolados.

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