双黑洞族群中自旋轨道共振的蛛丝马迹
高能天体物理现象
2022-01-20 v4 广义相对论与量子宇宙学
摘要
来自引力波观测的双黑洞自旋测量可揭示双星的演化历史。特别地,组分黑洞在轨道平面内的自旋取向 φ_1 与 φ_2 可用于辨认陷入所谓自旋轨道共振中的双星。在 companion paper 中,我们证明 φ_1 与 φ_2 最好在两黑洞并合附近测量。本工作中,我们利用这些自旋测量对并合双黑洞的完整六维自旋分布给出首次约束。特别地,我们发现族群中偏好 Δφ = φ_1 - φ_2 ∼ ±π,这可为自旋轨道共振的签名。我们还发现相对于并合附近分离线的 φ_1 ∼ -π/4 偏好,这未被任何天体物理形成通道所预言。然而,这些偏好的强度依赖于我们的先验选择,且我们无法约束 φ_1 与 Δφ 分布的宽度。因此,需更多观测以确认我们发现的特征。最后,我们导出族群中反冲踢分布上的约束,并据此估计球状与核星团保留的并合余骸比例。我们将自旋与踢族群约束公开可用。
引用
@article{arxiv.2107.09693,
title = {Hints of spin-orbit resonances in the binary black hole population},
author = {Vijay Varma and Sylvia Biscoveanu and Maximiliano Isi and Will M. Farr and Salvatore Vitale},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.09693},
year = {2022}
}
备注
5 pages plus supplement. Matches PRL version. Results available publicly at https://github.com/vijayvarma392/spin_kick_pop_GWTC2