Probing cosmic chemical enrichment with next-generation gravitational-wave observatories
Notice bibliographique
Résumé
Abstract By observing binary black hole (BBH) mergers out to the edge of the Universe, next-generation (XG) ground-based gravitational-wave detectors like Cosmic Explorer and Einstein Telescope will map the BBH merger rate across all of cosmic history. This merger rate traces the formation rate of their progenitor stars convolved with a delay time distribution. Given theoretically-motivated priors on the delay time distribution, we show how XG observations can measure the BBH progenitor formation rate, probing the star formation rate (SFR) up to z > 15. However, the progenitor formation rate does not directly give a measurement of the SFR, but rather a combination of the SFR and its metallicity distribution as a function of redshift. Fortunately, the metallicity-dependence of BBH formation likely varies as a function of BBH mass and/or formation channel. We find that if different BBH subpopulations with distinct metallicity biases can be identified, comparing their rates as a function of redshift yields a simultaneous measurement of the SFR and its metallicity distribution. Given optimistic theoretical priors and one year of observation, this may provide a <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:mo>∼</mml:mo> <mml:mn>10</mml:mn> <mml:mi mathvariant="normal">%</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> measurement of the SFR at its peak and a 0.2 dex (0.7 dex) measurement of the median metallicity out to z = 10 ( z = 15) at 90% credibility, although the uncertainties scale with theoretical uncertainties on BBH delay times and formation efficiencies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».