苹果与橘子：比较X射线双星与引力波源中的黑洞

在引力波 (GW) 双黑洞 (BBH) 事件中观测到的成分黑洞 (BH) 往往比在黑洞X射线双星 (BH-XRBs) 中观测到的质量更大且自旋更慢。在不对其演化历史进行建模的情况下，我们研究了这些黑洞种群表观上的矛盾是否可以仅通过 GW 观测选择效应来解释。我们发现，当考虑到仅有三个 HMXB 小样本量带来的统计不确定性时，BBH 中的黑洞质量与观测到的高质量X射线双星 (HMXBs) 之间的差异确实属于这种情况。另一方面，观测到的低质量X射线双星 (LMXBs) 中的黑洞比天体物理 BBH 种群要轻得多，但这可能仅仅是双星系统中成分质量之间相关性的结果。鉴于其轻的恒星伴星，我们预期 LMXB 中存在轻黑洞。然而，HMXB 和 LMXB 中观测到的自旋与推断的 BBH 自旋分布在 $>99.9\%$ 的水平上存在矛盾。我们讨论了观测到的 BH-XRB 中显著更大自旋背后的可能情景。一种可能性是，一小部分（保守估计 $<30\%$）的 BBH 具有快速自旋的主成分，表明它们可能经历了与观测到的 HMXB 相似的演化路径。在 LMXB 中，有人提出黑洞可以通过吸积自旋加速。如果 LMXB 的初始自旋遵循 BBH 自旋分布，我们发现 LMXB 必须获得平均 $0.47^{+0.10}_{-0.11}$ 的无量纲自旋；但如果它们的初始自旋遵循观测到的 HMXB 自旋，则平均自旋增量必须 $<0.03$。