GWTC-5.0：合并致密二进制的群体属性

The LIGO Scientific Collaboration; the Virgo Collaboration; the KAGRA Collaboration

GWTC-5.0：合并致密二进制的群体属性

高能天体物理现象 2026-05-27 v1 广义相对论与量子宇宙学

作者: The LIGO Scientific Collaboration , the Virgo Collaboration , the KAGRA Collaboration

摘要

我们使用来自累计引力波瞬态目录 5.0 中的 267 个合并事件推断的致密二进制群体属性。由于该数据集没有新的中子星来源，我们主要关注二进制黑洞合并的属性。我们将致密二进制黑洞的合并率（分量质量在 $2.5\,\mathrm{M}_\odot$ 到 $200\,\mathrm{M}_\odot$ 之间）推断为 $27.5\text-- 49.4 \, \mathrm{Gpc}^{-3}\,\mathrm{yr}^{-1}$ （所有区间均为 $90\%$ 可信区间），在红移 $z = 0.2$ 处。我们发现存在一种由快速旋转黑洞（尺度无量纲旋转 $\chi \sim 0.7$ ）组成的亚群体，符合层级合并特征的证据。我们发现，这些事件发生在两个质量尺度上，第一个在主质量 $\sim 10$ -- $20\,\mathrm{M}_\odot$ 附近，第二个在 $\sim 45\,\mathrm{M}_\odot$ 以上，我们估计其总体率为 $z=0.2$ 处的 $0.2\text-- 3.11 \, {\rm Gpc}^{-3} {\rm yr}^{-1}$ 。我们推断，超过 $40\,\mathrm{M}_\odot$ 时，较小质量（次要）黑洞的质量分布比较大质量（主要）黑洞的质量分布更快地下降。这一致于更平坦的质量比分布，表明大主质量的非等质量二进制更常见。我们发现黑洞质量谱中存在两个特征：一个在 $10\,\mathrm{M}_\odot$ 附近的峰，以及在 $35\,\mathrm{M}_\odot$ 附近的斜率变化。约 $35\,\mathrm{M}_\odot$ 的黑洞倾向于与相似质量的伴侣配对。此外，我们发现基于二进制黑洞有效信仰旋转分布关于零不对称，这表明至少有 $9 \%$ 的合并发生在某些倾向于自旋轨道对齐的通道中。我们发现证据...

关键词

二进制黑洞合并率旋转分布质量谱层级合并宇宙学

引用

@article{arxiv.2605.27226,
  title  = {GWTC-5.0: Population Properties of Merging Compact Binaries},
  author = {The LIGO Scientific Collaboration and the Virgo Collaboration and the KAGRA Collaboration},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.27226},
  year   = {2026}
}

备注

Abstract truncated in Arxiv metadata. The paper appendices draw heavily from the corresponding GWTC-4 article, arXiv:2508.18083

GWTC-5.0：合并致密二进制的群体属性

摘要

关键词

引用

备注

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