적색 신성으로 본 중력파 관측

발광 적색 신성(LRNe)은 쌍성계의 공통 외피층(CE) 방출과 관련이 있는 것으로 알려져 있습니다. CE 방출은 항성 궤도를 긴밀하게 만들어 허블 시간 내에 병합하는 밀집쌍성(CB)을 형성할 수 있습니다. LIGO, Virgo, KAGRA(LVK)와 같은 중력파(GW) 검출기가 이러한 병합을 관측함에 따라, LVK의 CB 병합률이 허블 시간 내에 병합하는 CB를 형성하는 LRNe의 비율에 대해 무엇을 알려주는지 탐구했습니다. 본 연구에서는 Zwicky Transient Facility에서 관측된 LRNe의 부피율과 LVK 관측에서 얻은 밀집쌍성 병합의 부피율을 활용하여, 허블 시간 내에 병합하는 CB를 생성하는 LRNe의 비율에 대한 한계를 도출했습니다. LRNe 발생률이 적색편이에 따른 항성 형성률을 밀접하게 따른다고 가정하고, CB의 지연 시간 분포 모델을 사용하여 밀집쌍성 병합률을 계산했습니다. 이 병합률을 LVK의 최신 GW Transient Catalog(GWTC-4)에서 얻은 밀집쌍성 병합의 부피율과 비교하여, LRNe 중 GW로 관측되는 쌍성 중성자별 및 중성자별-블랙홀 병합으로 이어지는 비율이 약 10^-3(중앙값)에 불과함을 발견했습니다. 이는 LRNe 개체군의 대다수가 밀집 객체 병합이 아닌 항성 병합과 같은 다른 최종 산물로 이어질 수 있음을 시사합니다. 본 연구 결과는 LRNe와 밀집쌍성 병합 간의 연결고리를 이해하는 데 중요한 기여를 하며, 향후 중력파 천문학 연구에 대한 새로운 방향을 제시합니다.