双黑洞自旋-轨道错向的引力波测量层级分析

双黑洞既可以通过孤立双星演化形成，也可以通过致密恒星环境中的动力学相互作用形成。形成通道在黑洞自旋与轨道角动量之间的对齐程度上留下了印记。来自这些系统的引力波直接编码了关于自旋-轨道错向角的信息，使得它们能够被（弱）限制。识别自旋双黑洞的子种群将告诉我们关于致密双星形成和演化的信息。我们模拟了在一系列假设下建模的自旋-轨道错向的双黑洞混合种群。然后我们开发了一种层级分析并将其应用于这些种群的模拟引力波观测。假设一个无量纲自旋大小 $\chi = 0.7$ 的种群，我们表明数十次观测将使得有可能根据自旋方向区分并合双黑洞的子种群。通过 $100$ 次观测，将能够以约 $40\%$ 的分数不确定性推断出具有各向同性自旋方向（对应于我们模型中的动力学形成）的并合双黑洞的相对比例。同时，仅约 $5$ 次观测就足以区分极端模型——所有双黑洞要么具有完全对齐的自旋，要么具有各向同性自旋方向。