引力波观测表明大多数黑洞并合发生在三星系统中
高能天体物理现象
2026-04-01 v2 广义相对论与量子宇宙学
摘要
并合恒星质量黑洞的自旋-轨道倾角θ₁(₂)为揭示其天体物理起源提供了关键见解。对LIGO、Virgo和KAGRA合作组（2025a，arXiv:2508.18083）的非参数群体建模表明，最新引力波暂现源目录4.0中并合事件的自旋-轨道倾角分布呈现全局峰值，位于近垂直方向cosθ₁(₂)≈0处。这里，我们使用分层贝叶斯推断与参数化模型恢复了这一特征，这些模型旨在增强对天体物理形成通道的诊断能力。我们发现，低质量主体黑洞并合群体（m₁≲44.3⁺⁸·⁷₋₄·₆ M⊙）的自旋分布可以用一个峰值在cosθ₁(₂)≈0处的主导高斯分量很好地建模，可能混合了一个次主导的各向同性分量。包含自旋优先与轨道对齐分量的模型被当前数据所不利（贝叶斯因子|Δlnℬ|≈1至3），其贡献被限制为可能较小（ξ∼O(1)%），尽管较大的贡献尚不能完全排除。如果这些发现得到更多探测事件的证实，它们将挑战传统孤立双星形成场景所产生近对齐自旋的任何主要贡献。相反，具有近垂直自旋的主导分量与银河场中孤立大质量恒星三星系统的演化预期一致，其中Lidov-Kozai效应自然地产生了cosθ₁(₂)≈0并合事件的独特过量。
引用
@article{arxiv.2512.15873,
title = {Gravitational-wave Observations Suggest Most Black Hole Mergers Form in Triples},
author = {Jakob Stegmann and Fabio Antonini and Aleksandra Olejak and Sylvia Biscoveanu and Vivien Raymond and Stefano Rinaldi and Elizabeth Flanagan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.15873},
year = {2026}
}
备注
17 pages, 10 figures, 2 tables