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The Probability Distribution of Binary Pulsar Coalescence Rates. I. Double Neutron Star Systems in the Galactic Field

机译:二元脉冲星聚结率的概率分布。一世。   银河系中的双中子星系统

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摘要

Estimates of the Galactic coalescence rate (R) of close binaries with twoneutron stars (NS-NS) are known to be uncertain by large factors (about twoorders of magnitude) mainly due to the small number of systems detected asbinary radio pulsars. We present an analysis method that allows us to estimatethe Galactic NS-NS coalescence rate using the current observed sample and,importantly, to assign a statistical significance to these estimates and tocalculate the allowed ranges of values at various confidence levels. The methodinvolves the simulation of selection effects inherent in all relevant radiopulsar surveys and a Bayesian statistical analysis for the probabilitydistribution of the rate. The most likely values for the total Galacticcoalescence rate (R_peak) lie in the range 2-60 per Myr depending on differentpulsar population models. For our reference model 1, where the most likelyestimates of pulsar population properties are adopted, we obtain R_tot =8_{-5}^{+9} per Myr at a 68% statistical confidence level. The correspondingrange of expected detection rates of NS-NS inspiral are 3_{-2}^{+4}x10^{-3} peryr for the initial LIGO and 18_{-11}^{+21} per yr for the advanced LIGO.
机译:众所周知,具有两个中子星(NS-NS)的近距离双星的银河系聚结率(R)的估计由于较大的因素(大约两个数量级)是不确定的,这主要是由于检测到的双星脉冲星的系统数量很少。我们提出一种分析方法,使我们可以使用当前观察到的样本估算银河系NS-NS的聚结率,并且重要的是,可以为这些估算值分配统计显着性,并计算各种置信度下允许的取值范围。该方法包括所有相关的放射性脉冲探测中固有的选择效应的模拟和速率概率分布的贝叶斯统计分析。根据不同的脉冲星种群模型,总银河凝聚率(R_peak)最可能的值在每Myr 2-60范围内。对于我们的参考模型1(采用了脉冲星总体属性的最可能的估计),我们在68%的统计置信水平下获得了每Myr R_tot = 8 _ {-5} ^ {+ 9}。初始LIGO的NS-NS吸气的预期检出率的相应范围是每年3 _ {-2} ^ {+ 4} x10 ^ {-3}和高级LIGO的每年18 _ {-11} ^ {+ 21} 。

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