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构建更优的并合双黑洞自旋模型:无自旋与快速自旋近对齐子种群的证据

广义相对论与量子宇宙学 2022-04-26 v3 高能天体物理现象

摘要

近期工作对引力波测量的并合双星中黑洞自旋分布给出了相互冲突的刻画。一些分析发现,显著比例的并合双星包含至少一个相对于轨道角动量矢量自旋倾角 >90>90^\circ 的黑洞,这被解释为动力学集结的签名。其他分析则发现,数据与双峰种群一致,其中部分双星包含自旋可忽略的黑洞,而其余双星包含自旋矢量优先与轨道角动量矢量对齐的黑洞。本工作中,我们审视黑洞自旋分布模型,以 pinpoint 模型得出错误结论的可能失效模式。我们使用修订的自旋模型重新分析了第二代 LIGO–Virgo 引力波瞬变源目录(GWTC-2)的数据,该模型允许存在一个自旋可忽略的黑洞子种群。与 Roulet 等人近期结果一致,我们表明 GWTC-2 探测结果与两个不同子种群相符。我们估计 2975%29-75\%(90\% 可信区间)的并合双星包含自旋可忽略 χ0\chi \approx 0 的黑洞。其余双星属于第二子种群,其中自旋矢量优先(但不完全)与轨道角动量对齐。该第二子种群中的黑洞特征自旋为 χ0.45\chi\sim0.45。我们提出,推断的自旋分布与所有并合双星均通过场形成情景形成的假说一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.02424,
  title  = {Building better spin models for merging binary black holes: Evidence for non-spinning and rapidly spinning nearly aligned sub-populations},
  author = {Shanika Galaudage and Colm Talbot and Tushar Nagar and Deepnika Jain and Eric Thrane and Ilya Mandel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.02424},
  year   = {2022}
}

备注

13 pages, 6 figures