Properties and Astrophysical Implications of the 150 M<sub>⊙</sub> Binary Black Hole Merger GW190521

2020· article· lv· 624 citations· W3082518999 sur OpenAlex· 10.3847/2041-8213/aba493

Pourquoi ce travail est-il dans la base ?

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

Organisme subventionnaire canadienUn organisme canadien l'a financé. Le travail peut ne porter aucune affiliation canadienne.

Aucune affiliation canadienne. Une base fondée sur la seule affiliation (le devis habituel) n'aurait jamais vu ce travail. C'est l'un des travaux qui justifient l'inversion de la base.

Scores machine (provisoires)

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Tête enseignante Opus0,022

Tête enseignante GPT0,263

Écart entre enseignants: 0,241 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validation: score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Résumé

Abstract The gravitational-wave signal GW190521 is consistent with a binary black hole (BBH) merger source at redshift 0.8 with unusually high component masses, <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>85</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>14</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>21</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> M ⊙ and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>66</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>18</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>17</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> M ⊙ , compared to previously reported events, and shows mild evidence for spin-induced orbital precession. The primary falls in the mass gap predicted by (pulsational) pair-instability supernova theory, in the approximate range 65–120 M ⊙ . The probability that at least one of the black holes in GW190521 is in that range is 99.0%. The final mass of the merger ( <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>142</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>16</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>28</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> M ⊙ ) classifies it as an intermediate-mass black hole. Under the assumption of a quasi-circular BBH coalescence, we detail the physical properties of GW190521’s source binary and its post-merger remnant, including component masses and spin vectors. Three different waveform models, as well as direct comparison to numerical solutions of general relativity, yield consistent estimates of these properties. Tests of strong-field general relativity targeting the merger-ringdown stages of the coalescence indicate consistency of the observed signal with theoretical predictions. We estimate the merger rate of similar systems to be <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mn>0.13</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.11</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>0.30</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mspace width="0.25em"/> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi mathvariant="normal">Gpc</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>3</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mspace width="0.25em"/> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi mathvariant="normal">yr</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:math> . We discuss the astrophysical implications of GW190521 for stellar collapse and for the possible formation of black holes in the pair-instability mass gap through various channels: via (multiple) stellar coalescences, or via hierarchical mergers of lower-mass black holes in star clusters or in active galactic nuclei. We find it to be unlikely that GW190521 is a strongly lensed signal of a lower-mass black hole binary merger. We also discuss more exotic possible sources for GW190521, including a highly eccentric black hole binary, or a primordial black hole binary.

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La notice

Revue: The Astrophysical Journal Letters
Thématique: Pulsars and Gravitational Waves Research
Domaine: Physics and Astronomy
Établissements canadiens: —
Organismes subventionnaires: Division of Human Resource DevelopmentScience and Technology Facilities CouncilICTP South American Institute for Fundamental ResearchVlaamse regeringMinistry of Education, IndiaNational Research Foundation of KoreaHungarian Scientific Research FundGeneralitat ValencianaFonds Wetenschappelijk OnderzoekCentres de Recerca de CatalunyaIndustry CanadaIstituto Nazionale di Fisica NucleareGeneralitat de CatalunyaNational Natural Science Foundation of ChinaNational Research, Development and Innovation OfficeAgencia Estatal de InvestigaciónSchweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen ForschungEuropean CommissionNemzeti Kutatási Fejlesztési és Innovációs HivatalAbdus Salam International Centre for Theoretical PhysicsGovern de les Illes BalearsNederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk OnderzoekAgence Nationale de la RechercheCentre National de la Recherche ScientifiqueCouncil of Scientific and Industrial Research, IndiaNational Research FoundationFonds De La Recherche Scientifique - FNRSRussian Foundation for Basic ResearchRussian Science FoundationLeverhulme TrustScottish Funding CouncilMinistero dello Sviluppo EconomicoInstitut des Origines de LyonEuropean Regional Development FundScottish Universities Physics AllianceConseil Régional, Île-de-FranceScience and Engineering Research BoardNational Science Foundation
Mots-clés: Binary black holeBinary numberBlack hole (networking)RedshiftGeneral relativityCoalescence (physics)Consistency (knowledge bases)SupernovaStellar black hole
Résumé présent dans OpenAlex: oui
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