LIGO-Virgo并合的贝叶斯分析：原初与天体物理黑洞种群之比较

我们对引力波中观测到的黑洞并合事件为原初黑洞（PBH）并合的可能性进行了详尽的贝叶斯分析。利用从对数正态质量函数抽取的PBH双星的 latest 并合率模型，我们借助LIGO-Virgo前两次观测运行的数据计算了后验参数约束与贝叶斯证据。我们考虑了由于周围PBH可能破坏双星所导致的理论不确定性，其可显著抑制并合率。我们还考虑了简单的天体物理动机模型，并发现这些模型相较于PBH情形被决定性偏好，这由贝叶斯证据比所量化。通过仔细关注参数先验的影响与模型拟合的质量，我们表明证据比可通过比较预言的啁啾质量分布与数据分布来理解。我们确定啁啾质量的后验预测分布作为区分模型的重要工具。所有并合均为PBH双星的模型相较于天体物理模型被强烈排斥，部分由于其对重系统（$\mathcal{M}_{{\rm chirp}} \gtrsim 40 \, M_\odot$）的过度预言以及观测质量范围内与观测不符的正偏度。我们发现通过添加最大质量截断、双峰质量函数或强加PBH双星在晚期形成，拟合并未显著改善。我们主张一个成功的PBH模型必须要么显著修改初始质量函数的对数正态形状，要么放弃所有观测并合双星均为原初的假设。我们开发并应用了利用引力波数据分析PBH模型的技术，这些技术将随着引力波源样本量的增长而对稳健统计推断必不可少。