Modeling Black Hole Dynamics in Dense Star Clusters in the Era of LIGO, LISA, and LSST

LIGO、LISA 和 LSST 时代稠密星团中的黑洞动力学建模

基本信息

批准号：
2001751
负责人：
Kyle Kremer
金额：
$ 30万
依托单位：
Kremer, Kyle
依托单位国家：
美国
项目类别：
Fellowship Award
财政年份：
2020
资助国家：
美国
起止时间：
2020-09-01 至 2022-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://www.nsf.gov/awardsearch/showAward?AWD_ID=2001751&HistoricalAwards=false
关键词：
Modeling Black Hole Dynamics Dense

项目摘要

Kyle Kremer is awarded an NSF Astronomy and Astrophysics Postdoctoral Fellowship to conduct a program of research and education at the California Institute of Technology and the Carnegie Observatories. Over the next few years, the list of gravitational wave (GW) detections from merging black holes (BHs) and neutron stars is expected to grow enormously, and interpreting the properties of these sources requires a detailed understanding of the role of dense star clusters. Forthcoming transient surveys will also provide new constraints on the formation and populations of compact remnants. One important channel, and the focus of this research, is dynamical formation in dense stellar environments like globular clusters (GCs). The Cosmos in Concert program of multimedia shows combining astronomy education and music performance has already successfully presented 16 concerts in 6 states, and will be extended to the southern California area with performances at K-12 schools and universities, and with local symphony orchestras.This is a broad study of the dynamics of BHs in dense star clusters with applications to GW and high-energy astrophysics, covering (i) the rates of massive star collisions and tidal disruption events in realistic GCs; (ii) the dynamical effect of massive BHs on cluster dynamics; (iii) a side-by-side analysis of the differences between compact binary formation in GCs and isolated binary evolution in the galactic field; and (iv) the public release of an extensive database of realistic GC models. The work will significantly aid the development of improved data analysis and detection strategies for next-generation GW observatories and transient surveys. This project advances the goals of the NSF Windows on the Universe Big Idea.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.

凯尔·克雷默 (Kyle Kremer) 获得美国国家科学基金会天文学和天体物理学博士后奖学金，在加州理工学院和卡内基天文台开展研究和教育项目。在接下来的几年中，黑洞（BH）和中子星合并产生的引力波（GW）探测列表预计将大幅增长，而解释这些来源的特性需要详细了解致密星团的作用。即将进行的瞬态调查也将为致密遗迹的形成和数量提供新的限制。一个重要的通道，也是这项研究的重点，是球状星团（GC）等致密恒星环境中的动态形成。结合天文教育和音乐表演的多媒体演出Cosmos in Concert计划已在6个州成功举办了16场音乐会，并将扩展到南加州地区，在K-12学校和大学以及当地交响乐团的演出中。是对致密星团中 BH 动力学的广泛研究，应用于引力波和高能天体物理学，涵盖 (i) 现实 GC 中大质量恒星碰撞和潮汐破坏事件的速率； (ii) 大量黑洞对星团动力学的动力学影响； (iii) 对GC中致密双星形成与银河场中孤立双星演化之间的差异进行并列分析； (iv) 公开发布真实 GC 模型的广泛数据库。这项工作将极大地帮助开发下一代引力波天文台和瞬态调查的改进数据分析和检测策略。该项目推进了 NSF 宇宙之窗大创意的目标。该奖项反映了 NSF 的法定使命，并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估，被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量（18）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Matching Globular Cluster Models to Observations

将球状星团模型与观测结果相匹配

DOI：
10.3847/1538-4357/abed49
发表时间：
2021-05
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
0
作者：
Rui, Nicholas Z.;Kremer, Kyle;Weatherford, Newlin C.;Chatterjee, Sourav;Rasio, Frederic A.;Rodriguez, Carl L.;Ye, Claire S.
通讯作者：
Ye, Claire S.

Hydrodynamics of Collisions and Close Encounters between Stellar Black Holes and Main-sequence Stars

恒星黑洞与主序星碰撞和近距离接触的流体动力学

DOI：
10.3847/1538-4357/ac714f
发表时间：
2022-01-28
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
0
作者：
K. Kremer;J. Lombardi;Wenbin Lu;A. Piro;F. Rasio
通讯作者：
F. Rasio

Compact Object Modeling in the Globular Cluster 47 Tucanae

球状星团 47 Tucanae 中的紧凑对象建模

DOI：
10.3847/1538-4357/ac5b0b
发表时间：
2021-10-11
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
0
作者：
Claire S. Ye;K. Kremer;C. Rodriguez;N. Z. Rui;Newlin C. Weatherford;S. Chatterjee;G. Fragione;F. Rasio
通讯作者：
F. Rasio

Dynamical Formation Channels for Fast Radio Bursts in Globular Clusters

球状星团中快速射电暴的动态形成通道