大质量双星与宇宙演化对引力波观测的影响 II：双致密天体率与性质

充分利用快速增长的黑洞（BH）和中子星（NS）并合的引力波探测群体，需要将观测与种群合成预测进行比较。在这项工作中，我们研究了孤立双星演化通道的种群合成建模中关键不确定性的综合影响：大质量双星演化中的物理过程，以及作为金属丰度 $Z$ 和红移 $z$ 函数的恒星形成历史 $\mathcal{S}(Z,z)$。考虑到这些不确定性，我们创建了560个不同的公开可用模型实现，并计算了可探测的BHBH、BHNS和NSNS并合的速率与分布特征。我们发现，恒星演化与 $\mathcal{S}(Z,z)$ 的变化可使预测的内禀与可探测并合率产生 $10^2$-$10^4$ 倍的影响。我们发现BHBH率主要受 $\mathcal{S}(Z,z)$ 变化影响，NSNS率受恒星演化变化影响，而BHNS率受两者共同影响。接着我们考虑本工作中所有不确定性对可探测质量分布形状（啁啾质量、单星质量与质量比）的综合影响。我们发现BHNS质量分布主要受大质量双星演化改变的影响。对于BHBH和NSNS，我们发现两种不确定性都很重要。我们还发现，对于BHBH、BHNS和NSNS，延迟时间与诞生金属丰度分布的形状通常由 $\mathcal{S}(Z,z)$ 的选择主导。我们识别出所有560个模型预测的质量分布中若干稳健特征，例如我们预期超过95%的BHBH探测包含一个 $\gtrsim 8\,\rm{M}_{\odot}$ 的BH且质量比 $\lesssim 4$。我们的工作表明，研究双致密天体并合率与性质时必须考虑大范围的允许模型。