LIGO观测到的低双黑洞对齐自旋的启示

我们探索了 Advanced LIGO O1 运行中观测到的与轨道轴对齐的低自旋对双黑洞(BBH)并合场景的影响，其中并合BBH从场双星演化而来。并合时间决定了BBH的初始轨道分离。这反过来决定了恒星在坍缩前是否同步因而决定其投影自旋。短并合时间意味着同步和大自旋。在已知恒星对象中，沃尔夫-拉叶(WR)星似乎是唯一与LIGO O1中观测到的低对齐自旋一致的祖先，前提是轨道轴在坍缩期间保持方向。我们计算了本地宇宙中BBH并合的自旋分布及其红移演化对于WR祖先。假设BBH形成率在红移 $\sim 2\,$--$\,3$ 周围峰值，我们显示本地宇宙中的BBH并合由低自旋事件主导。高自旋群体开始在红移 $\sim0.5\,$--$\,1.5$ 处主导。WR星也是以与BBH并合可比速率发生的长伽马射线暴(LGRBs)的祖先。我们讨论两现象间可能联系。此外，我们显示假想的第三星族(Population III)恒星祖先也可能。尽管WR和第三星族祖先与当前数据一致，两模型都预测非零比例的高对齐自旋BBH并合。如果那些在即将到来的LIGO/Virgo运行中未被探测到，则观测到的BBH通过场双星形成将不太可能。