核星团中双黑洞合并的质量比与自旋轨道错位性相关性

尽管经过十年的引力波观测，LIGO-VIRGO-Kagra（LVK）合作检测到的双黑洞（BBH）合并仍然是未解之谜。为了评估众多提议的 BBH 形成通道的可行性和普遍性，BBH 合并黑洞（BH）的自旋性质尤其是其定向方面具有重要意义。中度偏好 BH 自旋与轨道法向一致的趋势，以及 BBH 有效自旋参数 $\chi_{\rm eff}$ 随质量比相关的现象现象，似乎支持流体动力学 BBH 形成机制而非纯动力学机制，因为它们引入了系统的偏好定向。然而，这些过程充满了物理和建模不确定性。本文我们揭示一种可被精确表征的自旋演化路径，结果产生可预测的自旋分布。我们展示，当恒星双星经历两阶段稳定质量转移形成 BBH，且该 BBH 随后被遥远巨型天体（如超大质量黑洞）的引力扰动驱动合并时，所得自旋轨道错位角与双星质量比呈反相关。虽然该机制仅作用于参数空间的某一狭窄区域，但它也预测了显著比 LVK 系统中观察到的更紧密的相关性。我们讨论了未来工作的途径，可能显著扩大该机制的参数空间，同时仍与观测结果保持较广泛的一致性。