通过一阶原理导出的参数化质量-自旋相关推断GWTC-4.0中的黑洞形成通道
广义相对论与量子宇宙学
2025-12-04 v1 高能天体物理现象
高能物理 - 唯象学
摘要
我们研究了双黑洞（BBH）的几个提出的形成场景之间的差异，包括孤立恒星演化、致密团簇和AGN盘中的动力学组装以及原初黑洞。我们的方法利用了每个形成通道预测的自旋特征，并采用了参数化模型来描述预测的自旋大小（及方向）与质量之间的相关性，其灵感来源于一阶原理。利用对近期GWTC-4.0数据集的分层贝叶斯推断，我们在所有模型间比较了这些特征，并评估了每个场景对数据的解释程度。我们发现数据强烈支持质量与自旋大小之间存在正相关，与先前研究一致。此外，分层场景对观测提供了更好的拟合，这是因为包含了导致更大质量处更高自旋的二次并合。当前数据集关于自旋方向的信息不足：团簇（随机方向）和AGN（对齐方向）场景具有可比的贝叶斯证据。最后，原初场景预测的质量-自旋相关对数据的拟合较差，且该场景只能解释观测事件的一个子集。
引用
@article{arxiv.2512.03152,
title = {Inferring black hole formation channels in GWTC-4.0 via parametric mass-spin correlations derived from first principles},
author = {Emanuele Berti and Francesco Crescimbeni and Gabriele Franciolini and Simone Mastrogiovanni and Paolo Pani and Grégoire Pierra},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.03152},
year = {2025}
}