重质黑洞在标准啸鸣宇宙学中的作用

随着 LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) 合作组发布引力波瞬态目录 GWTC-4.0，已报告来自致密二体坍缩 (CBC) 的引力波 (GW) 候选检测有 218 例。这一里程碑标志着 GW 宇宙学迈出了重大进步，因为许多方法，特别是采用谱系啸鸣方法的，严重依赖于可用源体的数量。我们检讨了描述 CBC 全人口质谱的新型参数化模型对哈勃常数的估计所产生的影响。该模型旨在测试重质黑洞在 GW 宇宙学中的作用。我们使用谱系啸鸣方法和暗啸鸣方法，对来自 GWTC-4.0 中报警率小于 0.25 年⁻¹ 的 142 例 CBC 进行联合推断，以推估哈勃常数。通过谱系啸鸣方法，我们将哈勃常数估计为 $H_0 = 78.8^{+19.0}_{-15.3}\,{\rm km s^{-1} Mpc^{-1}}$ (68% 置信区间)，而暗啸鸣方法则得到 $H_0 = 82.5^{+16.8}_{-14.3}\,{\rm km s^{-1} Mpc^{-1}}$ (68% 置信区间)。这些结果分别将不确定性缩小了约 30.4% 和 36.2%。我们指出，这一改进与二体黑洞质谱中新增质量尺度 $63.3^{+4.8}_{-4.8}\,M_{\odot}$ 的存在有关，该尺度为哈勃常数提供了额外约束。除了提供最严格的标准啸鸣 $H_0$ 约束外，这一发现凸显了黑洞质谱中重质质量特征的重要性。