LIGO 双黑洞有效自旋分布随质量变化的趋势

引力波（GW）观测探测到的双黑洞（BBHs）可大致分为两种形成通道：通过场双星演化形成的，以及在致密恒星系统中动力学集聚而成的。这些形成通道及其子通道各自在有效自旋-质量（$\chi_{\rm eff}-M$）平面上占据不同区域。依不同通道的分支比，BBH 系综可在该平面呈现趋势。此处我们将 $\chi_{\rm eff}$ 的质量依赖分布拟合至来自 Advanced LIGO 与 Advanced Virgo 第一、二次观测运行的 GWTC-1 BBHs。我们发现质量与平均有效自旋（$\bar{\chi}_{\mathrm{eff}}$）间呈负相关性，而其弥散（$\sigma_{\chi_\mathrm{eff}}$）与质量呈正相关性，置信度分别为 75% 与 80%。该趋势对质量变量的选择具有稳健性，但当质量变量取双星的啁啾质量时最为显著。结果与第一、二次观测运行目录中动力学集聚与场双星均有显著贡献相一致。即将发布的 LIGO O3a 数据释放将关键检验此解释。